[发明专利]一种跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构

说明书

本发明公开了一种跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构，包括一根普通单模光纤和一根高掺锗群速度匹配光纤，普通单模光纤一端用于接光源，将普通单模光纤的另一端与高掺锗群速度匹配光纤的一端剥除光纤涂层并直接熔接,熔接之后在连接点处采用拉锥机进行熔融拉锥，通过控制拉锥区长度以及均匀束腰直径来达到最佳的耦合效率，本发明采用熔融拉锥的方式实现了普通单模光纤和高掺锗群速度匹配光纤的低损耗耦合，耦合效率在1550nm至2053nm波长范围内达到95％以上，能够实现大波长跨度下的低损耗耦合。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，具体涉及一种跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构。

背景技术

在跨波段的全光调制的锁模激光器中，例如利用1.55μm波段的泵浦光调控2μm波段的光纤激光器，泵浦光和腔内振荡的激光均以脉冲的形式相互作用。要保证泵浦光对腔内的振荡光进行高效调制，两者的群速度需要匹配以避免在非线性光纤中发生走离效应。因此，跨波段的群速度匹配将尤为重要。

二氧化锗光纤具有的高非线性特性(纤芯折射率根据二氧化锗掺杂浓度可以比二氧化硅高三倍)，有利于提高全光调制的效率。高掺杂可以极大改变硅酸盐的色散性质，使之具有满足群速度匹配的潜力。

目前光纤型器件如隔离器，耦合器，偏振控制器的端口大都采用单模光纤(纤芯直径约为8μm至10μm)。而高掺锗群速度匹配光纤为了增强非线性效应，必须减少模场面积，因此纤芯的尺寸必然难以与单模光纤完美匹配。如果将两种光纤直接熔接，模场的不匹配将在腔内引入极大的损耗，提高激光器的阈值条件。极端情况下，可导致腔内无法形成振荡，无法输出激光。而采用空间耦合的方法将极大增加系统的复杂程度并降低稳定性。因此，为了实现全光纤腔体结构，必须开发芯径不匹配光纤之间的高效耦合技术。以往的耦合方案均只考虑了如何在单一波段内对拉锥的结构进行优化例如1.55μm。在全光调制的锁模激光器中，泵浦光和腔内振荡的激光需要同时耦合到非线性光纤中相互作用，因此需要研究在宽频范围内实现高效耦合的条件。

综上所述，跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构具有很大的研究和应用价值。

发明内容

为了有效提高普通单模光纤与跨波段群速度匹配光纤的耦合效率，本发明提供了一种跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构，通过采用熔融拉锥的方式实现了普通单模光纤与高掺锗光纤的低损耗耦合，耦合效率在1550nm至2053nm波长范围内达到95％以上，实现了大波长跨度下的低损耗耦合

本发明是以如下技术方案实现的：包括一根普通单模光纤和一根高掺锗群速度匹配光纤，普通单模光纤一端用于接光源，将普通单模光纤的另一端与高掺锗群速度匹配光纤的一端剥除光纤涂层并直接熔接,熔接之后在连接点处采用拉锥机进行熔融拉锥，通过控制拉锥区长度以及均匀束腰直径来达到最佳的耦合效率。

普通单模光纤1包层直径为125μm，纤芯直径为8.2μm。高掺锗群速度匹配光纤5包层直径为125μm，纤芯为椭圆，长轴为3μm，短轴为2.3μm，纤芯的掺杂浓度为70mol.％。下拉锥区2和上拉锥区4长度均大于1cm。均匀束腰3直径为25-30μm。均匀束腰3长度大于0.1cm。

本发明的有益效果是：提出的一种跨波段群速度匹配光纤的低损耗耦合结构操作简单，在宽频范围内实现了高效耦合，有助于促进高掺锗群速度匹配光纤进一步应用。

附图说明

图1为普通单模光纤与高掺锗群速度匹配光纤的耦合结构示意图；

图2为普通单模光纤与高掺锗群速度匹配光纤耦合后的光场传输图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。