[发明专利]纤维集成波长分配器及其制作方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种纤维集成波长分配器，用于纤维集成光学系统中，实现波长对多个通道的分配与传输。属于光纤技术领域。

(二)背景技术

波分复用器是光纤通信和光纤传感系统中常用的器件[胡台光，波分复用器件现状，光通信技术，24(2)，79-84，2000]，光波分复用(WDM)技术是指在同一根光纤上成倍提高传输容量的技术。分波与合波是光波分复用的两个主要功能。分波或波长分配的基本功能是将在同一个光学波导通道中的多个波长分配到不同的光通道中，执行这一任务的器件叫做光波长分配器。

制作光波分复用器的技术有很多，较为实用的有棱镜法、熔融拉锥法、干涉膜滤光法、衍射光栅法等。例如：双波长的波分复用是采用两根标准的单模光纤通过熔融拉锥实现的[AT&T IPM Corp.，Wavelength division optical multiplexing elements.美国专利，USP，No.5457760，1995，10.]；而多波长的波分复用则通常是采用阵列波导光栅(AWG)实施波长分离的[Takahashi H，Suzuki S，Kato K etal.，Arrayed waveguide grating for wavelength division multi/demultiplexer with nanometer resolution，Elecron.Lett.，26(2)，87-88，1990]。这种器件具有很多诱人的优点，如小的波长间隔、大的信道数、通带平坦等，特别适合于超高速、大容量的DWDM系统使用。

与在先技术不同，本发明则是针对集成在一根光纤内部的多通道波导，解决双芯光纤光波分配的问题。具体采用了一种将双芯光纤经过熔融拉锥来改变波导耦合条件的方法，实现了波长对多个通道的分配与传输。该器件可用于实现波长对多个通道的分配与传输，便于在一根光纤内构造纤维集成的多光路波分复用光器件。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种集成在一根光纤内部两个光波导通道之间光波长分配的问题，在一根光纤内部构造纤维集成的多光路波分复用光器件，实现纤维集成的波长分配。

本发明的目的是这样实现的：

该器件所述的光纤是一种集成在一根光纤包层中的两个纤芯1和2的特种光纤3，该光纤轴心中间有一个纤芯，与轴心纤芯相距一定距离处有第二个纤芯。特指这种双芯光纤为偏心双芯光纤。该波长分配器集成在一根光纤中，它由一段双芯光纤在中间的部分经过加热熔融拉锥形成对称的双锥体所组成。

这种纤维集成波长分配器的制作方法和主要技术特征是：将这种特殊的偏心双芯光纤进行加热熔融拉锥后，由于两个纤芯的直径和彼此之间的距离都发生了变化，因此这两个纤芯波导之间的耦合条件就随之发生了变化，从而可实现双波长的彼此分离，达到由轴心纤芯同时传输的两个波长经过该波长分配器后，就将不同的波长分配到各自不同的光纤芯子波导通道中的目的。

这种纤维集成波长分配器的具体实现方法为：首先，取如图1所示的特种偏心双芯光纤，去除高分子聚合物涂覆层，用酒精洗净凉干备用。将偏心双芯光纤的一端连接一个双波长波分复用器，将两个不同的波长轮流注入到双芯光纤的中心纤芯中；另一端采用显微镜系统和CCD探测器进行光功率的监测，并将两个纤芯成像到CCD探测靶面上；在对双芯光纤实施熔融拉锥的过程中，轮流将两个不同波长的光注入，同时分别对两个纤芯对这两个波长的光功率输出情况用CCD进行监测。直到长波光功率完全耦合到偏心纤芯中，而短波光功率绝大部分保持在中心纤芯中时，停止拉锥。由于双芯光纤经过拉锥后，双锥体部分及其脆弱易于损坏，为了提高机械连接强度，将其置于石英槽4中并采用紫外胶实施固化保护。为了使得该器件使用时坚固耐用，经过石英槽实施固化保护后的双芯光纤波长分配器还要外加不锈钢管状封装壳体5进行外部封装。

本发明的主要技术特征为，所述的光纤是一种特殊的双芯光纤，该波长分配器集成在一根特殊的光纤中，它由两边对称的两段双芯光纤和中间的一段经过加热熔融拉锥形成对称的双锥体所组成。由于双芯光纤经过拉锥后，锥体部分极为脆弱，易于损坏。为了提高机械连接强度，将其置于石英槽4中并采用紫外胶实施固化保护。为了使得该器件使用时坚固耐用，经过石英槽实施固化保护后的双芯光纤波长分配器还要外加不锈钢管状封装壳体5进行外部封装。

与现有技术相比，本发明突出的特点为：所有的光波导通道及其锥体波导耦合部分都集成在一根光纤中，密闭性好，材料性能稳定，抗外界湿度干扰性强，受环境温度变化的影响小，可靠性高。

(四)附图说明