[发明专利]光子晶体光纤的熔接装置及其方法

权利要求书

1.一种光子晶体光纤的熔接装置，其特征是：处理控制单元(9)和调制二氧化碳激光器单元(8)的频率控制器(13)、应力传感器解调单元(11)、三维对准控制器及夹具控制单元(10)连接；下、上三维运动V型槽装置(2，5)的机械传动机构与三维对准控制器及夹具控制单元(10)的三维对准控制器连接，处理控制单元(9)与三维对准控制器及夹具控制单元(10)的三维对准控制器连接，实现光纤的对准；处理控制单元(9)通过三维对准控制器及夹具控制单元(10)的夹具控制单元控制光纤夹具，对光纤进行夹持；处理控制单元(9)与应力传感器解调单元(11)连接，应力传感器解调单元(11)和下、上应力传感器(1，7)连接；调制二氧化碳激光器单元(8)通过传能光纤(16)将激光传送到光纤输出点(4)对被熔光纤(3)进行熔接。

2.根据权利要求1所述的光子晶体光纤的熔接装置，其特征是：下、上三维运动V型槽装置(2，5)机械传动机构引出的信号线连接三维对准控制器及夹具控制单元(10)的三维对准控制器。

3.根据权利要求2所述的光子晶体光纤的熔接装置，其特征是：下、上三维运动V型槽装置(2，5)的V型槽(2)装有应力传感器(3)和光纤夹板(12)，下、上光子晶体光纤(3，6)分别夹持在下、上三维运动V型槽装置(2，5)中。

4.根据权利要求1所述的光子晶体光纤的熔接装置，其特征是：调制二氧化碳激光器单元(8)由频率控制器(13)、二氧化碳激光器(14)、光耦合器(15)和传能光纤(16)组成，一分三光耦合器(15)使二氧化碳激光器输出被分成三束相同的激光由传能光纤(16)传输到三个光纤输出点(4)，三个光纤输出点(4)分布夹角为120°。

5.一种权利要求1所述的光子晶体光纤的熔接装置的熔接方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：

1)将熔接的下、上光子晶体光纤(3，6)夹持在所述熔接装置的下、上三维运动V型槽装置(2，5)的V型槽光纤夹具内；

2)三维显微成像装置获取熔接前光子晶体光纤端面的结构信息，以此结构信息选择熔接参数；

3)利用光子晶体光纤的端面结构信息确定其最大承受力，然后调整下、上三维运动V型槽装置(2，5)的V型槽光纤夹具(12)的夹持力大小，使其既能很到的被夹持住，又不破坏光纤包层空气孔的结构；

4)光子晶体光纤被夹持好后，对两个待熔光纤进行三维对准；

5)对准后再根据获取的光纤端面结构信息确定其熔接所需能量大小、熔接时间、调制器的调制频率参数；

6)用设定好输出频率的频率控制器(13)去调制二氧化碳激光器(14)，通过一分三光耦合器(15)使二氧化碳激光器输出被分成三束相同的激光，通过传能光纤把光传输到被熔光纤处进行熔接。

6.根据权利要求5所述的调制型光子晶体光纤的熔接方法，其特征是：所述光子晶体光纤端面结构信息包括纤芯的大小及形状、包层空气孔的大小、空气孔间距和空气孔层数；以此结构信息选择熔接参数，所述熔接参数包括调制频率、激光器波长、激光功率和熔接时间和熔接次数。

7.根据权利要求5所述的调制型光子晶体光纤的熔接方法，其特征是：根据下光子晶体光纤(3)和上光子晶体光纤(6)的结构参数通过下、上应力传感器(1，7)、应力传感器解调系统(11)、三维对准控制器及夹具控制单元(10)的夹具控制单元的反馈控制自动调整光纤夹具(12)对下、上光子晶体光纤(3，6)的夹持力，使其既能很到的被夹持住，又不破坏光纤包层空气孔的结构，同时又可保证下、上光子晶体光纤(3，6)能够在三维空间内相对运动。

8.根据权利要求5所述的调制型光子晶体光纤的熔接方法，其特征是：在处理控制单元(9)的处理之下，对下、上光子晶体光纤(3，6)的进行三维对准，对准后通过对下、上光子晶体光纤(3，6)的结构进行分析得到熔接对下、上光子晶体光纤(3，6)所需的激光束、能量和调制频率参数。