[发明专利]基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器

权利要求书

1.一种基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器。其特征是：它由多芯光纤1、多芯光纤热扩散段2、纤端研磨的渐变折射率大芯径多芯光纤3、自聚焦透镜4和单模光纤5组成。所述基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器中多芯光纤热扩散段2位于多芯光纤1和渐变折射率大芯径多芯光纤3之间，多芯光纤热扩散段2与渐变折射率大芯径多芯光纤3熔接。所述基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器在多芯光纤热扩散段2施加热扩散，多芯光纤热扩散段2形成折射率渐变区，能够绝热的保持基模传输，并且使多芯光纤中的光束扩束。所述基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器对渐变折射率大芯径多芯光纤3进行特殊设计，实现多芯光纤端出射光束的准直。对渐变折射率大芯径多芯光纤3进行纤端研磨，实现多芯光纤端出射光束的分束。

2.根据权利要求1所述的多芯光纤1包括但不限于双芯光纤，三芯光纤，四芯光纤，七芯光纤，即多芯光纤1的纤芯数大于等于2，且多芯光纤可以具有不同的纤芯分布和纤芯结构。

3.根据权利要求1所述的基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器中，渐变折射率大芯径多芯光纤3的长度为0.25节距，或者0.25节距加上1节距的整数倍，即长度为0.25节距，1.25节距，2.25节距，3.25节距等。

4.根据权利要求1所述的基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器中，渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤芯分布与多芯光纤1的纤芯分布相同，但渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤芯直径大于或等于多芯光纤1的纤芯直径。

5.根据权利要求1所述的基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器中，多芯光纤1、多芯光纤热扩散段2和渐变折射率大芯径多芯光纤3具有一种或多种掺杂剂。

6.根据权利要求1所述基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)、对渐变折射率大芯径多芯光纤3进行特殊设计

对渐变折射率大芯径多芯光纤3进行特殊设计的两个基本原则是：(1)渐变折射率大芯径多芯光纤3的包层与多芯光纤1的包层尺寸相同，且纤芯的数量也相同，具有相同的分布方式，纤芯共轴；(2)渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤芯芯径，大于或等于多芯光纤1的纤芯芯径，但是渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤芯不互相重叠。

2)、对多芯光纤热扩散段2进行热扩散处理

对多芯光纤热扩散段2进行热扩散处理，多芯光纤热扩散段2的折射率分布渐变为稳定的准高斯分布，使多芯光纤端出射光束扩束。

3)、对渐变折射率大芯径多芯光纤3进行纤端研磨

对渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤端进行研磨，实现多芯光纤端出射光束的分束。渐变折射率大芯径多芯光纤3的纤端形状研磨为，包括但不限于圆弧形，球形，圆台，锥形，棱形等。

4)、基于准直光束的直接对准耦合

多芯光纤扇入扇出分束器，单模光纤5前端连接长度为0.25节距，或1.25节距，2.25节距，3.25节距等的自聚焦透镜4，将自聚焦透镜4与渐变折射率大芯径多芯光纤3进行空间直接对准耦合，即自聚焦透镜4的轴线依次与纤端研磨的渐变折射率大芯径多芯光纤3出射的准直光束的轴线重合。

5)、选择填充空气或匹配液等

渐变折射率大芯径多芯光纤3与自聚焦透镜4之间的空间氛围可以为空气，匹配液等。使用折射率大于或等于纤芯折射率的匹配液注入自聚焦透镜4与渐变折射率大芯径多芯光纤3进行空间直接对准耦合的空间，可在实现多芯光纤端出射光束的准直及分束的基础上，同时消除多芯光纤各个纤芯之间信号的串扰。

7.根据权利要求1所述基于准直光束直接对准耦合的多芯光纤扇入扇出分束器的制备方法，自聚焦透镜4与渐变折射率大芯径多芯光纤3进行空间直接对准耦合，自聚焦透镜4的轴线依次与纤端研磨的渐变折射率大芯径多芯光纤3出射的准直光束的轴线重合。