[发明专利]一种基于反向拉锥技术的多芯光纤耦合器制备方法

说明书

本发明属于光纤通信技术领域，具体为一种基于反向拉锥技术的多芯光纤耦合器制备方法。本发明方法包括：剥除多芯光纤的涂覆层，反向拉锥多芯光纤，在包层直径最大处完成切割；对多根单芯光纤进行预处理，按照多芯光纤的纤芯排列方式制备单芯光纤束；将单芯光纤束堆叠并固定在玻璃毛细管中，熔融拉锥，使各纤芯模场、各纤芯位置、毛细管直径均与多芯光纤束反向拉锥后的各纤芯模场、各纤芯位置、包层直径匹配；在拉锥单芯光纤束腰部切割，与多芯光纤的包层直径最大处一端对准，完成熔接。本发明方法可降低对准精度要求，有效提高多根单芯光纤与一根多芯光纤各芯之间的光耦合效率；有效抑制耦合时的芯间串扰，同时增加熔接强度。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及一种多芯光纤耦合器制备方法。

背景技术

随着近年来通信系统容量的不断扩增，单芯光纤的传输容量已接近其物理极限。因可以极大增加系统容量，可提供空分复用的多芯光纤受到了极大的关注。然而，欲使多芯光纤接入现有通信系统，实现更广泛的应用，一种低损耗、低串扰的高质量耦合方法尤为重要。

已有的多芯光纤耦合器主要有以下几种制备方法：

一是使用透镜法、聚合物波导法，这些方法均涉及到其他非光纤器件的引入，增加了系统复杂度，给实际使用带来了不便。

二是使用微孔加工法，如专利文献CN 105204119 A。这种方法需要针对多芯光纤、单芯光纤束，分别进行套管打孔的设计与制作，操作复杂，且其中打孔的精度严重影响最终的熔接损耗。

三是使用拉锥技术。专利文献CN 202305881 U对单芯光纤束一侧拉锥处理，再与另一侧多芯光纤熔接。这种方法很难实现两侧光纤模场的匹配，从而造成较高的熔接损耗。专利文献CN 105785511 B先对单芯光纤进行腐蚀，再将其插入玻璃套管中进行拉锥，随后与多芯光纤熔接。专利文献CN 109239845 A对单芯光纤束一侧的套管进行了三次拉锥处理，再与多芯光纤熔接。

上述所有的制备方法中，得到的熔接损耗均与熔接前两侧光纤的对准程度有关，若横向上稍有错位，最终都会得到较高的耦合或熔接损耗。同时，多芯光纤中各芯的位置误差也会增大单芯通道的耦合或熔接损耗，导致各通道损耗的一致性较差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种单芯通道的耦合或熔接损耗低的多芯光纤耦合器制备方法。

本发明提供的多芯光纤耦合器制备方法，是基于反向拉锥技术的；即通过反向拉锥技术后处理多芯光纤，使纤芯直径、纤芯间距均随包层直径扩大而扩大；其有益效果至少可从以下三方面评估：一是多芯光纤纤芯直径增大，使模场直径增大。因而多芯光纤在与另一侧单芯光纤束的纤芯对准过程可实现高耦合效率，且带来的低损耗对横向位移的敏感度降低。对于多芯光纤的单个纤芯与单芯光纤束中的一个纤芯对准来说，可减小横向错位对损耗的影响。对于多个纤芯之间的整体对准来说，在确保大部分纤芯已经对准之后，即使存在因制备误差导致的个别纤芯的横向错位，由于多芯光纤经过反向拉锥后，各芯对横向位移的敏感度降低，因此也不会带来过高的损耗。二是多芯光纤纤芯间距增大，减小了耦合时，出现芯间串扰的可能性。三是多芯光纤包层直径增大，熔接点处截面直径相同，增加了机械强度和长期使用的稳定性。

本发明提供的基于反向拉锥技术的多芯光纤耦合器制备方法，具体步骤如下：

步骤1：剥除多芯光纤的涂覆层，并进行光纤清洁，用光纤拉锥机反向拉锥所述多芯光纤，并在包层直径最大处完成切割；

步骤2：对多根单芯光纤进行相同的预处理，按照所述多芯光纤的纤芯排列方式制备单芯光纤束；

步骤3：将所述单芯光纤束堆叠并固定在玻璃毛细管中，用光纤拉锥机熔融拉锥，使各纤芯模场、各纤芯位置、毛细管直径均与多芯光纤束反向拉锥后的各纤芯模场、各纤芯位置、包层直径匹配；