[发明专利]一种光纤耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，尤其涉及一种光纤耦合器。

背景技术

目前，在光纤传感技术领域中，光纤耦合器是将来自几根光纤(波导)的光组合在一起，或者将一根光纤(波导)中的光分离到几根光纤(波导)中，故光纤耦合器也称合波器或分波器，光纤耦合器在光通讯、光纤传感和光纤测量中得到了广泛应用。光纤的种类很多，例如可以是单模光纤、保偏光纤或者光子晶体光纤。这里的光子晶体光纤(PCF)，又称多孔光纤或微结构光纤，是基于光子晶体技术的新型光纤。这种光纤比普通的单模光纤具有更低的温度、应力敏感性，同时具有更高的抗辐射能力、抗张强度和更低的弯曲损耗，具有重要的应用价值。

在现有技术方案中，普通的熔接双锥光纤耦合器是通过将除去涂敷层的两根或多根裸光纤以一定方式(如打绞或使用夹具)靠近，然后在高温下熔融并同时拉伸直至获得期望的耦合性能，其耦合比可通过改变纤芯直径、纤芯间距离和拉锥长度来控制。当加热拉长光纤时，光纤芯半径变细，模场直径(MFD)增大。当MFD超过光纤芯茎时，光模更多地以倏逝波的形式渗透到邻近光纤的纤芯中；在给定耦合截面积的前提下，功率耦合比随着耦合区长度的增加而变化。也就是说，光波能周期地从一根光纤传到另一根光纤在返回，即在两根耦合光纤之间有周期性的功率切换。

从上述现有技术方案可知，现有的光纤耦合器需要利用熔融拉锥工艺制作，这种工艺制作的光纤耦合器存在以下缺点：1、对于不同种类的光纤制作的耦合器，由于光纤结构的差异，例如保偏光纤与光子晶体光纤，耦合器制作难度大，且会带来大的损耗；2、采用普通单模光纤或保偏光纤制造的耦合器由于光纤结构的不一致性或保偏光纤间主轴的对准偏差均减低了光的偏振特性；3、对于全光子晶体光纤耦合器，如果采用通用的耦合器制作方法，如侧面抛光和熔锥，由于空气孔的存在，熔接的难度大大增加且耦合比不会太好。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤耦合器，该光纤耦合器结构简单，工艺易于实现，制作难度低，能够克服现有技术方案中熔融拉锥工艺制作所带来的缺陷，提高了光纤耦合器的性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种光纤耦合器，所述光纤耦合器包括四个准直器、四个尾纤和分光器，其中：

第一准直器和第四准直器处于同一条直线上，第二准直器和第三准直器处于另一条直线上，所述分光器处于两条直线的交点，且该两条直线关于所述分光器镜面的法线对称，其中该两条直线之间的夹角可调节，且所述分光器的一面用于透射光，另一面用于反射光；

每个准直器均连接有一个尾纤，将从各自尾纤输入的光汇聚在所述分光器上，以及将所述分光器输入的光输出给各自的尾纤；

每个尾纤连接外部光纤以获得输入光，并将该输入光传输给与每个尾纤连接的准直器，或者将准直器传输来的输出光输出给所述外部光纤。

所述分光器通过反射镜实现，该反射镜的其中一个表面具有高透性，另一个表面通过镀膜工艺形成高反射性，且反射率范围为1-99％；

所述分光器通过分光棱镜或镀膜分光片来实现。

所述尾纤为单模光纤，保偏光纤或光子晶体光纤。

所述光纤耦合器的外部封装包括外壳和尾纤保护套，其中：

所述外壳的形状依据具体的需要设计成十字形或一字形；

所述尾纤保护套用于保护从所述外壳内引出的尾纤，并紧固所述尾纤

由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述光纤耦合器包括四个准直器、四个尾纤和分光器，其中第一准直器和第四准直器处于同一条直线上，第二准直器和第三准直器处于另一条直线上，所述分光器处于两条直线的交点，且该两条直线关于所述分光器镜面的法线对称，其中该两条直线之间的夹角可调节，且所述分光器的一面用于透射光，另一面用于反射光；每个准直器均连接有一个尾纤，将从各自尾纤输入的光汇聚在所述分光器上，以及将所述分光器输入的光输出给各自的尾纤；每个尾纤连接外部光纤以获得输入光，并将该输入光传输给与每个尾纤连接的准直器，或者将准直器传输来的输出光输出给所述外部光纤。该光纤耦合器结构简单，工艺易于实现，制作难度低，能够克服现有技术方案中熔融拉锥工艺制作所带来的缺陷，提高了光纤耦合器的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的光纤耦合器的内部结构示意图；