專利名稱：一種高功率光纖準直器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光纖準直器。
背景技術(shù)：
光纖準直器是光纖通信和光纖傳感系統(tǒng)中的基本光學(xué)器件。它是由尾纖和準直透鏡(GRIN Lens或C-Lens)組成，具有插入損耗低、回波損耗高、工作距離長、工作波長范圍寬、光束發(fā)散角小以及穩(wěn)定性和可靠性高、體積小、重量輕等特點。光纖準直器是將光纖中出射的發(fā)散光束變換為平行光束，或者將平行光束會聚并高效率耦合入光纖以提高光纖系統(tǒng)的耦合效率，是制作多種光學(xué)器件的基礎(chǔ)器件。它可以方便地用于多種光無源器件，如衰減器、分光器、隔離器、濾波器、光開關(guān)及波分復(fù)用器等。光纖準直器根據(jù)光纖的不同可以分為單模光纖準直器和多模光纖準直器。其中，多模光纖準直器由于其耦合效率高而被廣泛應(yīng)用在傳能方面。根據(jù)所用透鏡的類型不同，現(xiàn)有的光纖準直器可以分成三大類，分別是自聚焦透鏡型準直器、C-1ens透鏡型準直器和球透鏡型準直器?，F(xiàn)有技術(shù)中的光纖準直器結(jié)構(gòu)為兩件套式，由光纖插針和起準直作用的透鏡或透鏡組所構(gòu)成，通過調(diào)節(jié)光纖頭與準直透鏡的相對位置調(diào)試至出射光束的光功率值最大，最后對光纖插針和玻璃套管上膠固定完成整個光纖準直器的制備。這種結(jié)構(gòu)的光纖準直器的光纖端面與透鏡端面之間存在間隙，從而導(dǎo)致準直器的兩個端面上產(chǎn)生的反射損耗很容易損傷端面，降低了光纖無源器件的抗光損傷能力。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高功率光纖準直器，可以減少端面的反射損耗，提高光纖準直器的抗光損傷能力。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)解決方案是:—種高功率光纖準直器，其特征在于:所述光纖準直器由光纖I與多模光纖預(yù)制棒4熔接一體形成；所述用于起自聚焦透鏡作用的多模光纖預(yù)制棒4后端帶有一個錐形過渡區(qū)3，所述錐形過渡區(qū)3的最后端的直徑與光纖的直徑相當(dāng)；光纖I前端與所述錐形過渡區(qū)3最后端相溶接。所述多模光纖預(yù)制棒4的直徑d2為光纖I直徑Cl1的3飛倍；所述帶有錐形過渡區(qū)3的多模光纖預(yù)制棒4的整體長度L2為7.7_±0.4mm ;所述錐形過渡區(qū)3的長度為
2.9mm + 0.2mm。本實用新型可帶來以下有益效果:本實用新型采用石英基的多模光纖預(yù)制棒與光纖很好的熔接在一起，多模光纖預(yù)制棒具有漸變折射率的特性，從而可以對光束進行擴束、準直，實現(xiàn)自聚焦透鏡的功能；由于自聚焦透鏡與光纖熔接在一起，可以消除兩者之間的空氣間隙，減少了高功率光對端面的損傷，從而增強了高功率光纖準直器的高抗光損傷能力。
圖1:本實用新型一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖圖2:采用圖1所示實施例制成的隔離器系統(tǒng)原理框圖圖3:采用圖1所示實施例制成的濾波器系統(tǒng)原理框圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型的設(shè)計原理如下:高功率光纖無源器件，如濾波器、隔離器等，其內(nèi)部由多個光學(xué)元件構(gòu)成，故有多個元件界面，因此會有很大的反射損耗。如此多的界面不僅會產(chǎn)生大的損耗，而且，雖然一般來說高強度的光通過后產(chǎn)生大量的熱很難將晶體和光纖融化，但是易對晶體元件表面的光學(xué)薄膜產(chǎn)生損傷。由于分立元器件距離很近，一個光學(xué)元件的薄膜損傷后很容易引起其他光學(xué)元件的薄膜損傷，從而破壞整個無源器件。在光纖隔離器和濾波器中一般都采用自聚焦透鏡對光路進行擴束、準直，而在準直器的兩個端面上的產(chǎn)生的反射損耗會大大降低整個器件的高抗光損傷能力。因此，要增強無源器件的高抗光損傷能力，就要在保證光學(xué)性能的基礎(chǔ)上盡量減少分立元器件的數(shù)量。本實用新型的一個實施例的高功率光纖準直器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1中I為光纖，2為熔接區(qū)，3為錐形過渡區(qū)，4為起自聚焦透鏡作用的多模光纖預(yù)制棒。本實施例中起自聚焦透鏡作用的多模光纖預(yù)制棒4的直徑d2為光纖I的直徑Cl1的4倍A = 4.8mm ；L2 =7.7mm0這種結(jié)構(gòu)將器件所用的光纖I與多模光纖預(yù)制棒4熔接在一起。多模光纖預(yù)制棒4的后端帶有錐形過渡區(qū)3，錐形過渡區(qū)3的最后端的直徑與光纖I的直徑相當(dāng)。采用這種結(jié)構(gòu)的好處有:一方面多模光纖預(yù)制棒4具有漸變折射率的特性，從而可以對光束進行擴束、準直，實現(xiàn)自聚焦透鏡的功能；另一方面，由于自聚焦透鏡與光纖I熔接在一起，可以消除兩者之間的空氣間隙，減少了高功率光對端面的損傷，從而增強了高功率光纖準直器的高抗光損傷能力。采用漸變折射率的多模光纖預(yù)制棒4作為自聚焦透鏡的主要原因是預(yù)制棒4是石英基的，其熔點與光纖基本一致。而一般的自聚焦透鏡含有多種成分，其熔點比較低，很難與光纖I進行熔接。采用高功率光纖準直器構(gòu)建的光纖隔離器和濾波器的系統(tǒng)原理框圖分別如圖2、3所示。在圖2所示的隔離器系統(tǒng)原理框圖中，以光束正向傳輸為例來說明高功率光纖準直器在隔離器中的工作原理。當(dāng)光束由光纖輸入經(jīng)過多模光纖預(yù)制棒構(gòu)成的高功率光纖準直器I后光束準直然后進入雙折射晶體P1，光束被分為O光和e光，其偏振方向相互垂直，傳播方向呈一夾角，當(dāng)它們經(jīng)過45°法拉第旋轉(zhuǎn)器時，出射的ο光和e光的偏振面各旋轉(zhuǎn)45°，由于第二個雙折射晶體P2的晶軸相對于第一個晶體正好呈45°夾角，所以ο光和e光被P2折射到一起，合成兩束間距很小的平行光，然后進入高功率光纖準直器2耦合到光纖芯里。在圖3所示的濾波器系統(tǒng)原理框圖中，當(dāng)光束由光纖輸入經(jīng)過多模光纖預(yù)制棒構(gòu)成的高功率光纖準直器I后光束準直然后進入濾波片(濾波片對一定波長范圍呈通帶，對該帶寬范圍以外的波長呈阻帶，從而形成所需求的濾波特性)，然后進入高功率光纖準直器2耦合到光纖芯里。
權(quán)利要求1.一種高功率光纖準直器，其特征在于:所述光纖準直器由光纖(I)與多模光纖預(yù)制棒(4)熔接一體形成；所述用于起自聚焦透鏡作用的多模光纖預(yù)制棒(4)后端帶有一個錐形過渡區(qū)(3)，所述錐形過渡區(qū)(3)的最后端的直徑與光纖的直徑相當(dāng)；光纖(I)前端與所述錐形過渡區(qū)(3)最后端相熔接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種高功率光纖準直器，其特征在于:所述多模光纖預(yù)制棒(4)的直徑d2為光纖(I)直徑Cl1的3飛倍；所述帶有錐形過渡區(qū)(3)的多模光纖預(yù)制棒(4)的整體長度L2為7.7mm±0.4mm ;所述錐形過渡區(qū)(3)的長度為2.9mm±0.2mm。
專利摘要本實用新型涉及光纖準直器。所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高功率光纖準直器，可以減少端面的反射損耗。其特征在于所述光纖準直器由光纖與多模光纖預(yù)制棒熔接一體形成；所述用于起自聚焦透鏡作用的多模光纖預(yù)制棒后端帶有一個錐形過渡區(qū)，所述錐形過渡區(qū)的最后端的直徑與光纖的直徑相當(dāng)；光纖前端與所述錐形過渡區(qū)最后端相熔接。本實用新型采用石英基的多模光纖預(yù)制棒與光纖很好的熔接在一起，多模光纖預(yù)制棒具有漸變折射率的特性，可以實現(xiàn)自聚焦透鏡的功能；由于自聚焦透鏡與光纖熔接在一起，可以消除兩者之間的空氣間隙，減少了高功率光對端面的損傷，從而增強了高功率光纖準直器的高抗光損傷能力。
文檔編號G02B6/255GK203037892SQ20122072247
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者夏江珍, 柳吉銘, 慕偉 申請人:中國電子科技集團公司第二十三研究所