[发明专利]空芯光纤与实芯光纤对接封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤对接封装技术领域，具体涉及一种空芯光纤与实芯光纤对接封装系统及其方法，特别是通过对普通单模光纤一端进行拉锥处理，实现拉锥后的普通单模光纤与空芯光纤的高精度、低损耗、高强度、高稳定性对接封装。

背景技术

空芯光纤是一种特殊的微结构光纤，目前主要有带隙型空芯光纤、Kagome型空芯光纤、Ice-cream型空芯光纤和自由边界型空芯光纤4种。与传统石英光纤的全内反射导光原理不同，带隙型空芯光纤是基于光子带隙原理进行导光，其它三种均基于反共振原理进行导光。与传统实芯光纤相比，空芯光纤具有潜在的低传输损耗、高损伤阈值、弱非线性效应、低群速度色散等特点，在光与气体或液体相互作用、光纤传感、高能激光传输、脉冲压缩等方面具有重要的应用价值和广泛的应用前景。

在空芯光纤的应用中，经常需要将空芯与单模光纤、多模光纤等其他传统石英光纤进行连接耦合，比如基于光纤激光泵浦和液芯光纤的超连续谱产生等。目前，空芯光纤与普通实芯石英光纤耦合主要需要解决连接封装处低损耗和高强度问题。目前广泛采用的技术方案包括直接对接使用电弧放电和去除实芯光纤包层、涂覆层插入后熔接两种方案。直接对接使用电弧放电方案采用了熔接普通单模光纤的熔接技术，主要通过合理控制放电时间、放电强度及认为追加放电次数来实现空芯光纤与实芯光纤的直接熔接。这种方案较适合应用于实芯光子晶体光纤熔接，对于大量存在空气孔的空芯光纤来说，电弧放电会不可避免地造成空气孔崩塌，从而造成空芯光纤横截面被破坏而凹陷，从而在光纤截面处形成空气缝隙，不仅增加了光传输的损耗，降低了连接处的结构强度，也会引起光泄漏。去除实芯光纤包层、涂覆层插入后熔接方案主要运用特殊的化学方法将实芯光纤的包层、涂覆层全部去除，之后将裸露的纤芯部分直接插入空芯光纤的纤芯内部，在两光纤充分接触后使用CO₂激光器进行熔接。这种方案减少了因直接放电熔接而造成的损耗，但使用化学方法处理后的实芯光纤极为脆弱，且较难以操作，在需要进行高气压和低气压实验的空芯气体腔等领域较难以得到应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，利用熔融拉锥处理后的实芯光纤可插入空芯光纤内部的特性。本发明提供一种可实现空芯光纤与实芯光纤高精度、低损耗、高强度和高稳定性对接的系统，还提供一种利用该系统进行对接和封装的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种空芯光纤与实芯光纤对接封装系统，包括带有左右导轨的光学平台(1)、二维手动线性位移及旋转平台(2)、对接空芯光纤装载模块(3)、对接实芯光纤装载模块(5)、对接点光纤夹具装载底座(4)、光纤封装夹具(9)和对接点二维CCD视频监视模块(6)，其特征在于：

其中对接点二维CCD视频监视模块(6)安装于带有左导轨(11)和右导轨(12)的光学平台(1)上，用于对实芯光纤(7)与空芯光纤(8)对接过程进行视频监控和辅助对接；

其中二维手动线性位移及旋转平台(2)安装于光学平台(1)上，用于在实芯光纤(7)与空芯光纤(8)对接过程中调节对接点相对于二维CCD视频监控模块(6)的相对位置和显示角度；

其中对接空芯光纤装载模块(3)、对接实芯光纤装载模块(5)、对接点光纤夹具装载底座(4)安装在所述二维手动线性位移及旋转平台(2)上，用于在空芯光纤(8)与实芯光纤(7)对接过程中调节光纤的相对位置和高度；

其中光纤封装夹具(9)安装在对接点光纤夹具装载底座(4)上，用于调节所述光纤封装夹具(9)的相对位置和高度。

上述空芯光纤与实芯光纤对接封装系统，其中对接空芯光纤装载模块(3)包括光纤底座(31)和三维手动线性位移平台(32)，空芯光纤(8)放置于光纤底座(31)上，光纤底座(31)安装于三维手动线性位移平台(32)上。

上述空芯光纤与实芯光纤对接封装系统，其中对接实芯光纤装载模块(5)包括光纤底座(51)和三维手动线性位移平台(52)和一维电动线性位移平台(53)，实芯光纤(7)放置于光纤底座(51)上，光纤底座(51)安装于三维手动线性位移平台(52)上，三维手动线性位移平台(52)安装于一维电动线性位移平台(53)上。

上述空芯光纤与实芯光纤对接封装系统，其中对接点光纤夹具装载底座(4)采用三维手动线性位移平台。

上述空芯光纤与实芯光纤对接封装系统，其中光纤封装夹具(9)包括带有光纤放置凹槽的上夹具(91)和下夹具(92)。