專利名稱：光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光纖實(shí)現(xiàn)裝置，尤其涉及一種光子晶體光纖的全光纖耦合 實(shí)現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
性。它的纖芯周圍含有沿著軸向規(guī)則排列微小空氣孔，通過空氣孔分布的改變
可以精確控制其模場(chǎng)面積、數(shù)值孔徑、偏振和色散。與常規(guī)光纖相比，PCF在 光纖光源應(yīng)用領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)1、可以實(shí)現(xiàn)單模面積，保證高輸出功率的 同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)單才莫傳輸。2、具備更高的非線性系數(shù)，在非線性光纖激光器及 超連續(xù)譜產(chǎn)生方面具有更高的效率。但是由于其內(nèi)部的微孔結(jié)構(gòu)，光子晶體光 纖難以與常規(guī)光纖實(shí)現(xiàn)高效率低損耗熔接耦合，成為制約其實(shí)用化發(fā)展的關(guān)鍵因素。
目前光子晶體光纖的全光纖熔接耦合方法主要有直接熔接法和過渡光纖熔 接法兩大類。直接熔接法主要有電弧熔接法、C02激光器熔接法、石墨加熱熔 接法。利用這些方法對(duì)PCF與常規(guī)階躍折射率石英光纖的炫接過程中，空氣孔 的塌陷變形是導(dǎo)致熔接損耗的主要因素，所以在熔接過程中必須精確控制熔接 參數(shù)以保證PCF的空氣孔不塌陷，但是如果熔接點(diǎn)的空氣孔不塌陷，將會(huì)導(dǎo)致 熔接強(qiáng)度不夠，在外應(yīng)力的作用下，熔接點(diǎn)很容易斷裂，影響其應(yīng)用。過渡光 纖法主要有光纖透鏡法、熱擴(kuò)散變模法、及錐形光纖變模法。熱擴(kuò)散變模法主 要是利用摻雜光纖受熱后模場(chǎng)發(fā)生改變從而實(shí)現(xiàn)兩光纖模場(chǎng)的匹配熔接，但能 否利用此方法決定于光纖纖芯的摻雜特性；錐形光纖變模法是通過拉錐改變光 纖的直徑進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩光纖的模場(chǎng)匹配熔接，但是其物理結(jié)構(gòu)受到改變；光纖透鏡法主要利用梯度折射率石英光纖的聚焦特性來改變光束的傳輸模場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)兩 光纖的模場(chǎng)匹配熔接。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合 實(shí)現(xiàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光子晶體光纖的全光 纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置包括平移臺(tái)、光纖夾具、切割刀、探測(cè)器、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器、 主控制器和將切割后光纖進(jìn)行熔接的光纖熔接機(jī)，所述光纖夾具和切割刀設(shè)置 于所述平移臺(tái)上，所述探測(cè)器設(shè)置于所述切割刀的上方且與所迷主控制器電性 連接,所述主控制器通過平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器與所述平移臺(tái)電性連接。
本技術(shù)方案中，將光纖設(shè)置于光纖夾具上后，按照光纖預(yù)先設(shè)定長度移動(dòng) 平移臺(tái)，平移臺(tái)移動(dòng)到位后，利用探測(cè)器和主控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，再通過切 割刀進(jìn)行定點(diǎn)切割，利用光纖熔接機(jī)在切割點(diǎn)將兩段光纖進(jìn)行熔接。這樣，利
光纖，從而實(shí)現(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。
圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置 的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處 所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)方法，于PCF具體地，首先將上述階躍折射率光纖與一段預(yù)定長度的無芯光纖相熔接，
再將無芯光纖熔接一段預(yù)定長度的梯度折射率光纖，梯度折射率光纖再與PCF 熔接，使PCF在熔接處形成預(yù)定長度的塌陷區(qū)。
根據(jù)待熔接的PCF和階躍折射率光纖的模場(chǎng)參數(shù)選擇梯度折射率過渡光纖 的類型，再進(jìn)行模擬計(jì)算得到最優(yōu)化的梯度折射率光纖長度Lg、 PCF塌陷區(qū)長 度Lc及無芯光纖長度Lr;因此，利用該最優(yōu)化的梯度折射率光纖長度Lg、 PCF 塌陷區(qū)長度Lc及無芯光纖長度Lr作為預(yù)定長度來熔接，能夠保證模場(chǎng)的匹配 耦合。
本實(shí)施例中，PCF與階躍折射率光纖具體是這樣實(shí)現(xiàn)熔接的
該熔接處為第一熔接點(diǎn)。把熔接后的光纖放置到高精度切割平臺(tái)，通過自動(dòng)平 移臺(tái)精確移動(dòng)到第一切割點(diǎn)，利用超聲波切割刀進(jìn)行定點(diǎn)切割，第一切割點(diǎn)位 置到第 一次熔接點(diǎn)的長度為上述無芯光纖的最優(yōu)化預(yù)定長度Lr。
(2 )利用光纖熔接機(jī)在第一切割點(diǎn)處熔接梯度折射率光纖，該熔接處為第 二熔接點(diǎn)。把熔接后的光纖放置到高精度切割平臺(tái)，通過自動(dòng)平移臺(tái)精確移動(dòng) 到第二切割點(diǎn)，利用超聲波切割刀進(jìn)行定點(diǎn)切割，第二切割點(diǎn)位置到第二次熔 接點(diǎn)的長度為上述梯度折射率光纖的最優(yōu)化預(yù)定長度Lg。
(3)利用光纖熔接機(jī)在第二切割點(diǎn)處再熔接PCF，使PCF在熔接處空氣 孔塌陷，該塌陷區(qū)的長度為上述塌陷區(qū)的最優(yōu)化預(yù)定長度Lc。
梯度折射率光纖，高強(qiáng)度熔接使PCF熔接點(diǎn)處的空氣孔塌陷形成預(yù)定長度的塌 陷區(qū)。梯度折射率光纖作為光纖透鏡使得兩端入射的激光形成高斯會(huì)聚光束,人 另外一端輸出，經(jīng)過相當(dāng)于自由傳輸區(qū)的無芯光纖和PCF的塌陷區(qū)會(huì)聚到常規(guī) 光纖和PCF的模場(chǎng)中，實(shí)現(xiàn)模場(chǎng)匹配耦合。由于PCF熔接區(qū)氣孔塌陷，實(shí)現(xiàn)了 PCF和常規(guī)階躍折射率光纖的高強(qiáng)度熔接，又由于塌陷后的區(qū)域作為自由空間傳輸區(qū)，進(jìn)而避免了塌陷所造成的損耗，從而實(shí)現(xiàn)了低損耗熔接。
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn) 裝置，用于上述光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)方法。該實(shí)現(xiàn)裝置包括平移臺(tái)
1、光纖夾具2、切割刀3、探測(cè)器4、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器5、主控制器6和將切割 后光纖進(jìn)行熔接的光纖熔接機(jī)(圖中未示出)。
光纖夾具2和切割刀3設(shè)置于平移臺(tái)1上，用于將待切割的光纖固定和按 照預(yù)定長度移動(dòng)。探測(cè)器4設(shè)置于切割刀3的上方，且與主控制器6電性連接， 利用主控制器6和探測(cè)器4來對(duì)切割刀3進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。而主控制器6通過平 臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器5與平移臺(tái)1電性連接，以高精度地通過平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器來自動(dòng) 控制平移臺(tái)。
其中，上述切割刀3與探測(cè)器4之間可增設(shè)高精度光學(xué)顯微鏡7，以增強(qiáng) 探測(cè)器4的實(shí)時(shí)檢測(cè)效果。本實(shí)施例中，所用光學(xué)顯獨(dú)U竟7為Olympus SZX7-ILST顯微鏡，放大倍數(shù)為100倍，工作距離90mm;所用切割刀3為 NYFORS的AutoCleaverTM超聲波光纖切割刀，可切割最粗直徑為600孩i米的光 纖；自動(dòng)位移移臺(tái)為PI公司的M-51 l.DD高精度三維平移臺(tái)，精度達(dá)到1微米； 所用光纖熔接機(jī)為愛立信公司的FSU15粗光纖熔接機(jī)，可熔接最大光纖直徑為 800微米的光纖；所用探測(cè)器4為CCD探測(cè)器；所用主控制器6包括計(jì)算機(jī)和 顯示器，顯示器與計(jì)算機(jī)電性連接。
因此，對(duì)于本技術(shù)方案提供的一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置， 將光纖設(shè)置于光纖夾具2上后，按照光纖預(yù)先設(shè)定長度移動(dòng)平移臺(tái)1，平移臺(tái)1 移動(dòng)到位后，利用探測(cè)器4和主控制器6進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，再通過切割刀3進(jìn)行 定點(diǎn)切割，利用光纖熔接機(jī)在切割點(diǎn)將兩段光纖進(jìn)行熔接。這樣，利用該實(shí)現(xiàn) 裝置可將PCF與常規(guī)階躍折射率光纖之間熔接梯度折射率光纖和無芯光纖，從 而實(shí)現(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于包括平移臺(tái)、光纖夾具、切割刀、探測(cè)器、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器、主控制器和將切割后光纖進(jìn)行熔接的光纖熔接機(jī)，所述光纖夾具和切割刀設(shè)置于所述平移臺(tái)上，所述探測(cè)器設(shè)置于所述切割刀的上方且與所述主控制器電性連接，所述主控制器通過平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器與所述平移臺(tái)電性連接。
2、 如權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于 所述切割刀與探測(cè)器之間設(shè)置有高精度光學(xué)顯微鏡。
3、 如權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于 所述切割刀為超聲波光纖切割刀。
4、 如權(quán)利要求1所述的光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，其特征在于 所述探測(cè)器為CCD探測(cè)器。
5、 如權(quán)利要求l-4任一項(xiàng)所述的光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，其 特征在于所述主控制器包括計(jì)算機(jī)和顯示器，所述顯示器與計(jì)算機(jī)電性連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置，一種光子晶體光纖的全光纖耦合實(shí)現(xiàn)裝置包括平移臺(tái)、光纖夾具、切割刀、探測(cè)器、平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器、主控制器和將切割后光纖進(jìn)行熔接的光纖熔接機(jī)，所述光纖夾具和切割刀設(shè)置于所述平移臺(tái)上，所述探測(cè)器設(shè)置于所述切割刀的上方且與所述主控制器電性連接，所述主控制器通過平臺(tái)驅(qū)動(dòng)控制器與所述平移臺(tái)電性連接。利用該實(shí)現(xiàn)裝置可將PCF與常規(guī)階躍折射率光纖之間熔接梯度折射率光纖和無芯光纖，從而實(shí)現(xiàn)與常規(guī)階躍折射率光纖高強(qiáng)度、低損耗的全光纖耦合熔接。
文檔編號(hào)G02B6/24GK201425634SQ20092013238
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月5日
發(fā)明者郭春雨, 閆培光, 阮雙琛 申請(qǐng)人:阮雙琛;郭春雨;閆培光;深圳大學(xué)