熔锥型宽带光纤耦合器的研究

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熔融拉锥型光纤宽带耦合器特性研究

熔融拉锥型光纤宽带耦合器特性研究
随着现代社会不断发展与繁荣，对通信设备技术的需求也日益增长。

为了满足不断增长的需求，研究者们不断开发新技术来提高传输性能，其中有一项重要的技术就是光纤耦合器。

光纤耦合器是一种特殊的电缆连接器，它可以利用熔融拉锥光纤宽带耦合器来实现高速传输数据。

本文旨在探讨熔融拉锥型光纤宽带耦合器的特性。

首先，熔融拉锥型光纤宽带耦合器采用熔融拉锥型技术，能够达到高折射率（约为15%）和高耦合系数（约为90%）。

它的折射率与折射损耗均高于普通类型耦合器，从而可以提高传输速度，传输效率更高。

此外，它有良好的抗电磁兼容性，可以有效地抑制外部电磁场对光纤耦合器的影响，从而有效地保证传输的稳定性和准确性。

其次，熔融拉锥型光纤宽带耦合器还具有很强的稳定性和可靠性，而且它的绝缘性也非常好。

在高温、高湿度和恶劣环境下，它仍然能够保持良好的输出性能。

此外，由于熔融拉锥型光纤宽带耦合器的结构简单，因此它可以省去生产和安装的时间成本，Installing and production time is also saved due to its simple structure.
第三，熔融拉锥型光纤宽带耦合器还具有耐用性，特别是在耐磨性方面。

由于它的表面与容量和抗压强度都很高，因此它可以有效地抵御外界的强压，也可以防止长期磨损。

- 1 -。

熔锥型光纤耦合器折射率传感特性研究

熔锥型光纤耦合器折射率传感特性研究许爱雪;李燕;谢飞;李国玉;杨康;刘明生【摘要】Waveguide structure model of fused taper fiber coupler in micron dimension was constructed.The optical power distribution change in fused taper fiber coupler model was gotten by numerical simulation with beam propagation method,and change rule of coupler output spectrum response was analyzed and obtained in different refractive inde-xes.According to fiber evanescent field coupling theory in micron dimension,the sensing experimental platform of fused taper fiber coupler was set up,and the changing relationship between transmission spectrum and surrounding su-crose solution refractive index was studied.The theoretical simulation and the experimental results show that with sur-rounding sucrose solution refractive index ranging from 1.3330~1.4000,transmission spectrum shift of sensing sys-tem has good linear relationship with surrounding refractive index changes,and the response sensitivity reaches 2272.7569 nm/RIU.This refractive sensor system has merits of wide measurement range,fast response,small size and simple fabrication.%构建了熔锥型光纤耦合器微米量级下的波导结构模型.利用光束传播法对光功率在熔锥型光纤耦合器模型中的分布变化进行了数值模拟,分析得到了在不同折射率环境下耦合器输出光谱响应图的变化规律.依据微米量级光纤倏逝场耦合模理论,搭建基于熔锥型光纤耦合器结构模型的传感实验系统,研究了其透射光谱与外界蔗糖溶液折射率的变化关系.理论模拟和实验结果表明,当外界环境溶液折射率在1.3330~1.4000范围内变化时,传感结构透射光谱的漂移与折射率变化呈现良好的线性关系,响应灵敏度能够达到2272.7569 nm/RIU.该折射率传感结构测量范围宽,响应速度快,结构紧凑,传感光路搭建操作简单.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)004【总页数】6页(P479-484)【关键词】微米量级光纤;光纤传感器;熔锥型光纤耦合器;折射率;数值模拟【作者】许爱雪;李燕;谢飞;李国玉;杨康;刘明生【作者单位】河北工业大学电子信息工程学院,天津 300401;邯郸学院光电子器件与系统重点实验室,河北邯郸 056005;邯郸学院光电子器件与系统重点实验室,河北邯郸 056005;邯郸学院光电子器件与系统重点实验室,河北邯郸 056005;邯郸学院光电子器件与系统重点实验室,河北邯郸 056005;河北工业大学电子信息工程学院,天津 300401;石家庄铁路职业技术学院,河北石家庄 050041【正文语种】中文【中图分类】TP212.14;TN253自从2003年童利民开创性地提出了均匀度良好和损耗低的微纳光纤[1],这种直径在微米纳米量级的光纤由于具有大比例倏逝波特性、极低的耦合损耗、较强的光场约束能力、灵活的色散特性以及低微弯损耗特性已经在光纤通信、光纤检测以及光纤传感[2]等领域普遍应用。

熔融拉锥型耦合器

熔融拉锥型耦合器
熔融拉锥型耦合器是将两根或多根光纤捆在一起，然后在拉锥机上熔融拉伸，并实时监控分光比的变化，分光比达到要求后结束熔融拉伸，其中一端保留一根光纤（其余剪掉）作为输入端，另一端则作多路输出端。

目前成熟拉锥工艺一次只能拉1×4以下，1×4以上器件，则用多个1×2连接在一起，再整体封装在分路器盒中。

莱择光电生产的熔融拉锥型保偏耦合器（也称拉锥分路器，FBT Coupler），能使在光纤中传输的光信号在特殊结构的耦合区发生耦合，进行光功率的再分配，可以根据需要实时监控，制作出不同分光比耦合器，该耦合器广泛用于光纤激光器、光纤放大器、通信系统和光纤到户中。

球聚焦型3×1光纤熔锥耦合器的研究

ＸＩＮＧｉｈｎ，Ｃａ．ｏｇＺＨＡＯｎ．ｉＺＨＡＮＧｎｙｎ，ＡＮＧｈｉｐｎＺｅｇｗｅ，Ｘｉ — ｉｇＷＺ —ｅｇ
ＭＡａ— ｏ，Ｎｉ —ｕＯＨｉａＷＡＧＱｎｇｏｔｇ
（．ｃｏｌｆｈｓｓｎｌｔｎｃ，ｎｎＵｉｒｔ，ａｅｇ７０４Ｃｉ；１ＳｈｏｏＰｙｉｄＥｅｒｉＨｅａｎｅｓｙＫｉｎ５０，ｈｎｃａｃｏｓｖｉｆ４ａ
摘要：以线性耦合波方程为基础，采用散射矩阵的方法讨论了等三角分布的熔锥型３× 光１纤耦合器，并用射线理论分析了球聚焦透镜光纤的端面效应。将未封装的３３熔锥光纤耦合Ｘ器在束腰处切断，并将锥端面熔成聚焦球端，利用光信号在光纤锥形区和球聚焦透镜中特有的传输和耦合特性，实现了光纤的耦合、连接和分束。结果表明：用该方法耦合效率可达７％采０
左右。同时大大增加了耦合系统的失调容差，降低了调试和封装的难度，因而有着广泛的实际
应用价值。
关键词：光通信；射矩阵；聚焦型；锥耦合器；散球熔３×１光纤耦合器
中图分类号：Ｎ５Ｔ２３
文献标识码：Ａ
Ｓｕｙｏｈｐｅｉａｏｕｓｄ３ × １ｆｂｒｏｔｃｆｓｄｂｃｎｃｌｃｕｌｒｔｄｆｔｅｓｈｒｃｌｆｃｅｅ — ｐｉｕｅｉｏｉａｏｐｅｉ
ｐｉｇｃａａｔｒｔｎｔｅｔｐｒｄａｅｄｏｔｂｒｔｉｕａｐｅｃｏｕｅｎａｅＲｓｌｈｗｔａｈｌｈｃｅｉｉｉｈａｅｅｒａａｐｉｆｅｈｃｒｌｒｓｈｒａｆｓｄｅｄｆｃ．ｅｕｔｓｏｈｔｅｎｒｓｃｎｃｉｗｉｃｉｌｃｓｔｃｕｌｇｅｉｉｎｙｉｒｖｂｕ０，ｎｈｏｅａｔｉｔｒａｃｆｈｏｐｉｇｓｓｅｉｌｇｌｃｅｅ．ｔｈｏｐｉｆｃｅｃｍｐｏｅａｏｔ％ａｄｔｅｔｌｒｎｓｕｂｎｅｏｅｃｕｌｙｔｍｅｙｉｒａｄＡｅｎ７ｄｔｎｓａｒｎｓｔｓｍｅｔ，ｈｉｉｕｔｓｏｅｕｇｎｄｅｃｐｕａｉｎｉｇｅｔｅｕｅ．ｅｅｏｅｔｉｃｕｌｒｗｌｈｖｉｅｙａｉｍｅｔｅｄｆｃｌｅｆｄｂｇｉｇａｎａｓｌｔｓｒａｌｒｄｃｄＴｒｆｒｈｓｏｐｅｉａｅｗｄｌｉｎｏｙｈｌｐａｔａｐｌａｉｎ．ｒｃｉｌｐｉｔｓｃａｃｏＫｅｒｓｏｔａｏｙｗｏｄ：ｐｉｌｍｍｕｉａｉｎ；ｃｔｒｎｔｘ；ｐｅｃｏｕｅｆｓｄｂｅｎｃｌｏｐｅ；ｃｃｎｃｔｏｓａｔｉｇｍａｒｓｈｒａｆｃｓｄ；ｕｅｉｏｉａｃｕｌｒ３×１ｆｒｃｕｌｒｅｉｉｌｂｏｐｅｉｅ

熔锥光纤的特性研究

ｐｅｅｂｒｒｄｆｅ，ｂｕｔｉｔｉｓｍｏｄｌｔｎｇｐｏｅｉｓｋｅｐｔｅｓｍｅｕａｉｒｐｒｅｅｈａ．ｔ
Ｋｅｒｓｔｐｒｄｆｅ；ｔａｓｓｉｎｐｏｅｙｏｐｉｇｐｏｅｙｏａｉａｉｎｐｏｅｙ；ｍｏｕａｉｇｐｏｅｙｙｗｏｄ：ｅｅｂｒｒｎｍｉｓｒｐｒ；ｃｕｌｒｐｒ，ｐｌｒｔｒｐｒａｉｏｔｎｔｚｏｔｄｔｒｐｒｌｎｔ
可认为在整个锥区，层和纤芯的直径之比保持恒包
定，单根光纤制成的光纤单锥如图１所示。用在熔拉锥中，芯和包层的半径按其初始的比纤
基金项目：国家自然科学基金资助项目（ｏ６８７１）Ｎ．９７０４：作者简介：薛春荣（９２一）女，１７，硕士，常熟理工学院物理与在电子科学系任教，主要从事光学光电子方面的研究。Ｅｍａ：ｅ１３ — ｉｘｒ６ｌ
１引言
单根（如光纤探针）多根（或如耦合器、波器等）滤单模光纤以一定的方式放置，在高温下使其熔融，顺轴
熔融拉锥工艺经过了二十多年的不断提高和发
展，已经成为一门对光器件的开发具有举足轻重的技术 —— 熔融型全光纤器件技术。从理论上讲，除了光非互易器件以外，可以开发其它各类器件。它到目前为止，可以生产各类混合器／路器、它分衰减器、宽带／窄带／至密集波分复用器和全光纤Ｉｔｒ甚ｎｅ．

熔融拉锥光纤耦合区形状对于损耗的影响_李焕路

第38卷，增刊红外与激光工程 2009年11月 V ol.38 Supplement Infrared and Laser Engineering Nov. 2009收稿日期：2009-10-10基金项目：国家自然基金项目（60777033）；教育部重大项目（308002）作者简介：李焕路（1987-），男，北京人，博士生，主要从事光信息处理和全光网络通信。

Email: 09111028@熔融拉锥光纤耦合区形状对于损耗的影响李焕路1，康泽新1，娄淑琴2(1. 全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京交通大学北京100044；2. 北京交通大学光波技术研究所北京 100044)摘要：熔融拉锥型光纤耦合器是目前使用最普遍的耦合器，在光纤通信、光纤传感、光纤检测系统中的有重要的作用。

文中结合2×2熔锥型光纤耦合器的制作，对拉锥耦合区的形状和直径进行分析，研究了单根光纤拉锥，光纤平行放置耦合和扭绞放置耦合等情况下的损耗情况。

研究结果显示平行放置光纤的耦合器具有更小的损耗，但耦合几率略小。

文中对优化耦合器制作参数提供参考。

关键词：耦合器；熔融拉锥；形状；损耗中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1007-2276（2009）增E-0292-04Experimental study on the relationship between profile and lossof fused tapered optical fibre couplerLI Huan-lu 1, KANG Ze-xin 1, LOU Shu-qin 2(1.Key Lab of All Optical Network & Advanced Telecommunication Network of EMC, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China;(2.Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract ：The widely used Fused biconical tapered (FBT) coupler is the key component for optical fiber communication, fiber sensor and fiber detecting system. In this paper, experiments of 2×2 fused tapered couplers are carried out. Profile and dimensions for coupling region of single fiber, the coupler with parallel fibers and twisted fibers are analyzed in detail. It is shown that there is lower loss in the parallel fibers coupler but it’s harder to coupling. This offers a possibility of optimizing the coupler design and fabrication.Key words: Fiber coupler; Fused taper; Profile; Loss0 引言光纤耦合器是光网络和光传感系统中实现光信号分路和合路的重要器件[1-6]。

熔锥型保偏光纤耦合器耦合系数分析

光纤陀螺和水声器的基础元件之一－。文献［］１Ｊ２对此类耦合器的耦合性能进行了报道，但仅限于两根光
ＷＡＮＧｉ’ ，ＩＥＮｕＷＵ．ｅＬｂｎ－ｉＪｎｅＺ－ＧＹ，ＩＹｕ１，ＩＳｇｙｉｅ
（ｏｅｅ０ｅａｏｉｎｉｅｒｇａｄＡｔｔｎＮｔｎｌＵｉ．０ｅｎｅＴｃｎｌｇ，Ｃａｇｈ１０３ＣｉａＣｌｇｆｈｔｎｓＥｇｅｉｕｏｉ，ａｏａｎｖｆｆｓｅｈｏｙｈｎｓａ４０７，ｈ）ｌＭｅｒｅｎｎｎｍａｏｉＤｅｏｎ
文章编号：０１４６２０）２１３—０１０ —２８（０７０ —０２４
熔锥型保偏光纤耦合器耦合系数分析
王金娥，郑煜，吴宇列，李圣怡
（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙４０７）１０３
摘要：耦合系数会直接影响到偏振光经过耦合器熔锥区后的光能量分布，从而影响保偏光纤耦合器的
Ｋｙｗｒｓｐｌｚｉｎｍｉｔｎｇｆｅ；ｂｒｕｌ；ｓｄｔｅ；ｕ￣ｃｅｉｅｔｅｏｄ：ｏｒａｏ－ａａｉｂｒｆｅｐｒｆｅ－ｐｒｃｐａｔｉｎｉｎｉｉｃｅｕｏａｏｏｆｃｎｉ
熔锥型保偏光纤耦合器是各种军用干涉型传感器和相干光通信的关键器件，是构成高精度高性能
ＡｂｔａｔＣｕｌｇｃｅｆｉｎｉｉｔｆｅｃｅｌｈｉｔｂｔｎｏＫｅｙｐｌｒｅｇｔｈｏｇｅＦｓｄＴｐｒｄｚｎｓｒｃ：ｏｐｉｏｆｃｅｔｌｄｒｌｉｌｎｅｔｇｔｓｉｕｉｆｎ￣ｏａｉｄｌｈｒｕｈｔｕｅ－ａｅｅｏｅｎｉｗｌｅｙｎｕｃｈｉｄｒｏｚｉｔｈ

光纤熔锥型耦合器

光纤熔锥型耦合器光纤熔锥型耦合器是一种在光通信和光传感等领域广泛应用的器件，其主要功能是将两根光纤的光信号有效地耦合和传输。

这种耦合器的设计采用了光纤的熔锥技术，使得其在损耗低、耦合效率高、尺寸小等方面具有优越的性能。

以下是对光纤熔锥型耦合器的详细介绍。

1. 熔锥技术光纤熔锥型耦合器的核心技术之一是熔锥技术。

这是一种通过将两根光纤在端面上进行熔合，并逐渐拉伸使其逐渐细化的工艺。

这样的设计可以实现在光纤端面形成一个细长的锥形结构，被称为熔锥。

熔锥的尖端直径通常在微米到亚微米的范围内，因此被用于实现高效的光耦合。

2. 结构和工作原理光纤熔锥型耦合器的结构主要包括两个光纤的熔锥部分和一个微米尺度的中间空气隙。

两根光纤通过熔锥相互连接，并在连接点形成一个微型的空气间隙。

光信号从一个光纤传入熔锥，通过空气隙进入另一根光纤，完成了光的耦合。

其工作原理可以简述如下：•当一根光纤中有光信号输入时，信号会被传输至熔锥。

•光信号进入熔锥后，由于熔锥尖端的微型空气隙的存在，光信号在空气中发生折射，从而传输到另一根光纤。

•空气隙的微型尺度使其成为光波导结构，光信号可以在其内部传输，实现高效的光耦合。

3. 优势和特点光纤熔锥型耦合器相比其他耦合器具有多个优势和特点：•低损耗：熔锥技术可以实现两光纤之间的无缝连接，减小光信号的传输损耗。

•高耦合效率：熔锥的微型尺寸和良好的传输特性使得光信号在两光纤之间高效耦合，提高了耦合效率。

•尺寸小：由于熔锥技术的应用，光纤熔锥型耦合器的尺寸相对较小，适用于需要小型化和集成化的应用场景。

•宽波段适用性：光纤熔锥型耦合器在宽波段范围内都具有良好的适应性，可以满足不同波长的光信号传输需求。

•稳定性：由于光纤的熔合和拉伸是在受控环境中完成的，光纤熔锥型耦合器具有较高的稳定性和可靠性。

4. 应用领域光纤熔锥型耦合器在光通信、光传感、生物医学光学等领域有着广泛的应用：•光通信系统：用于连接不同波长的光纤，实现多波长光信号的传输。

熔锥型宽带光纤耦合器的研究

熔锥型宽带光纤耦合器的研究周梦薇; 任偲源; 朱益清; 姚晓天【期刊名称】《《激光技术》》【年(卷),期】2019(043)006【总页数】6页(P757-762)【关键词】光纤光学; 宽带耦合器; 光束传播法; 折射率差; 非对称【作者】周梦薇; 任偲源; 朱益清; 姚晓天【作者单位】江南大学理学院无锡 214122; 天津大学精密仪器与光电工程学院天津 300129; 苏州光环科技有限公司苏州215123【正文语种】中文【中图分类】TN253引言光纤耦合器是一种可以完成传输、耦合和分光等功能的无源器件，在光纤通信中占有重要地位。

近年来，随着各种大容量波分复用通讯网络广泛应用，宽带光纤耦合器显得越来越重要。

制作宽带耦合器可以采用多种技术[1-8]。

其中，熔融拉锥工艺是目前制作光纤耦合器较好的方法，熔融拉锥工艺制作出的熔锥型单模光纤耦合器具有附加损耗低、方向性好、温度稳定性好、控制方法简单、灵活以及制作成本低廉、适于批量生产等优点。

常规的熔锥型耦合器分束比对工作波长的依赖性很强，由于工程中使用的半导体光源产品中心波长不一致，且发射波长随温度而变[1]，中心波长的偏离使分束比误差大于±5%，因此这种带宽仅为20nm的常规耦合器在波分复用光纤网等的应用中受到了限制。

因此，人们将目光转移到宽带光纤耦合器的研究上。

以往制作宽带耦合器的方式有预拉伸、预腐蚀、补偿工艺法等[9-13]。

已有多位学者通过预拉伸、预腐蚀的方法制作了宽带耦合器，但预拉伸中因一根光纤拉伸后还要进行二次拉伸，在与另一根光纤绞合时极易发生断裂，给后续工艺带来很大困难，故成品率较低。

而预腐蚀需将一根光纤浸在腐蚀槽中用氢氟酸腐蚀变细，此种方式仍旧无法精确控制半径差，且氢氟酸为强酸，操作过程具有一定的危险性。

总结以上方法，本文中将提出一种具有折射率差异的熔锥型宽带耦合器。

基于这种非对称耦合器的制作方法，利用理论分析的方式模拟熔锥型耦合器耦合区的光场分布以及输出光功率随拉伸长度的变化曲线，探究熔锥型非对称耦合器光功率转换的规律。

光纤耦合器熔融拉锥粘弹性建模与分析

先将 KWW 函数表达式拟合为相应的广义 Maxwell 模型 , 求出此时的 Maxwell 模型参数。
1. 1 光纤玻璃的 Max well 模型松弛模量
函数 G( t) 为剪切松弛函数 , 它表示产生并维持单位应变所需要的应力 , 为单调递减函数。采用广义 Maxwell 模型表示为 :
・8 0 ・
中南大学学报 ( 自然科学版) 第 37 卷
1 光纤玻璃的本构方程
在等温 ( T0 ) 条件下 , 光纤玻璃高温流变特性的积分型本构方程为[ 4 7 ] : σ( T0 , t) =
t
) τ+ 2 G( T , t - τ d τ d ∫
G ( t) d t = Gτ 。 ∫
0 1 0
∞
2 时温等效原理
玻璃是一种热流变材料 , 其应力2应变关系不仅与时间有关 , 而且与温度有关 , 并遵循 “时温等效” 原理。在利用熔融拉锥法制作光纤耦合器时 , 光纤玻璃处在火焰的温度场中 , 其温度分布为空间变化的函数。利用上述关系无法确定温度变化条件下的松弛模量函数 , 由于玻璃材料在相当宽的温度范围内遵循 “时温等效" 原理 [ 12 14 ] , 利用 “时温等效” 原理可解决这一问题 ,“时温等效” 原理可表示为 :
第 1 期帅词俊 , 等 : 光纤耦合器熔融拉锥粘弹性建模与分析
・81 ・
τ k ( T) =
τ k ( T0 ) 。 A ( T , T0 )
( 9)
温度。将测得的温度利用插值法对光纤的上下表面进行加载。设光纤某一点的横坐标为 x , 其相邻已测 2 点的横坐标为 X n - 1 和 X n , 温度分别为 T X n - 1 和 TXn 。且 X n - 1 < x < X n , 则 x 点的温度为 : T X n ( x - X n - 1 ) + T X n - 1 ( X n - x) Tx = 。 ( 11) Xn - Xn- 1

熔锥型保偏光纤耦合器分光比的依赖性研究_唐尊伟

dependence characterisitic
收稿日期：2011-08-10 ；修订日期：2011-11-30 基金项目：国家重点基础研究发展计划 (973 计划 )(20101CB328206) ；国家自然科学基金 (60977033 ，61177082) 作者简介：唐尊伟 (1985-) ，男，硕士，主要从事特种光纤及器件的研究。导师简介：娄淑琴 (1965-) ，女，教授，博士生导师，博士，主要从事光通信、光传感及光器件等领域的研究。
率； Ux/y、Wx/y、Vx/y 分别对应快轴和慢轴的光纤参量。由于熔融拉锥后光纤的纤芯大大缩小，可作无芯处
理，纤芯中心距也变为微米量级，所以在耦合器的熔
锥区，光绝大部分在光纤包层中传输，即出现包层―
空气的新波导结构。新波导结构包层折射率 n2 通常取空气折射率 1。
当光纤受到外力作用时，由光弹效应，快慢轴的
折射率 nx、ny 满足[7]： nx =nx0 +C1 σx +C2 σy (5) ny =ny0 +C2 σx +C1 σy
式中：nx0 、ny0 分别为无外力作用时快慢轴的折射率；
C1 、C2 为光弹系数；σx 、σy 分别为快慢轴方向的应
n1x =n1 +Bx
n1y =n1 +By
(7)
B=λ/LB =By -Bx

熔融光纤器件熔锥区的形貌和微观结构研究_帅词俊

文章编号:0253-2239(2006)01-0121-5熔融光纤器件熔锥区的形貌和微观结构研究*帅词俊段吉安蔡国华(中南大学机电工程学院,长沙410083)摘要: 熔锥型光纤器件的光学性能由熔锥区的微观结构和形貌决定,而微观结构和形貌又由工艺条件决定。

为了分析工艺条件对微观结构与形貌的影响机理及规律,以不同拉锥速度制作的耦合器为测试样,用显微红外光谱仪测试了其熔区和锥区的波数,用扫描电子显微镜观察了其相应点的表面形貌。

经多次实验发现:在1100cm -1和810cm -1左右有两个明显的特征峰;1100cm -1特征峰在锥区的波数最高,熔区次之,裸光纤最小;且随着拉锥速度的增大,1100cm -1特征峰移向高波数。

在光纤耦合器的锥区,存在微裂纹,随着拉锥速度增大,微裂纹越明显;在光纤耦合器的熔区,光纤表面析出了微小晶粒,且拉锥速度越小,晶粒越粗大。

只有在适当的拉锥速度下(这里为150L m/s),熔区和锥区的结构与裸光纤的微观结构接近,且缺陷最少,才能获得较高质量的光纤耦合器。

关键词: 光纤器件;红外光谱;微观结构;显微形貌中图分类号:T N253 文献标识码:A*国家重点自然科学基金(50235040)和教育部新世纪优秀人才支持计划(N CET -040753)资助课题。

帅词俊(1976~),男,湖南浏阳人,中南大学博士研究生,主要从事光纤器件制造装备方面的研究。

E -mail:shuai@收稿日期:2005-04-04;收到修改稿日期:2005-06-06Re search on Morphology and Microstructure in the Taper Regionof Fused Fibe r De vicesShuai Cijun Duan Ji 'an Cai Guohua(College of M echa nica l &Elect r ica l En gineer ing ,Cent r a l Sout h Univ er sity ,Cha ngsha 410083)Abstract: The optic al perform ance of the fused -taper fiber device is determined by microstructure and morphology of the fused taper region,which are determined by technologica l conditions.In order to find out the effect of technologic al conditions on microstructure and morphology,experiment has been ca rried out.Taking the couplers m anufactured at different drawing velocities as samples,the wave number of the fused regions and taper regions is m ea sured with micro infrared spectrom eter,and the morphology of the sam e point is recorded with scanning electron m icroscope (SEM).It is discovered that there are two cha racteristic pea ks:one is at about 1100cm -1,the other at about 810cm -1.The wave number of the former peak is highest at the taper region,the one at the fused region followed,and the one of bare fiber lowest.The 1100cm -1characteristic peak shifts to higher wave number while the drawing veloc ity increases.In the taper region,crac ks are disc overed.And the crac ks are more obvious while drawing veloc ity increases.I n the fused region,there appear crystallines on the surface of the coupler,and the c rystalline grain becomes smaller while the drawing veloc ity increases.A higher quality of coupler cannot be obtained until less c hange of the microstructure and less defects under the proper dra wing velocity (here is 150L m/s)are realized.Key wo rds: fiber device;IR spectroscopy;microstructure;micromorphology1 引言熔锥型光纤器件是全光器件中最具代表性的也是构成其它器件的一种基础器件,在光纤通信中得到广泛应用。

熔融度对熔锥型光纤耦合器特性的影响研究

熔融度对熔锥型光纤耦合器特性的影响研究
王建强;郭征东
【期刊名称】《通讯世界》
【年(卷),期】2024(31)2
【摘要】熔锥型光纤耦合器是一种重要的光无源器件,在光纤通信、光学传感等领域有着广泛应用。

通过实验的方法,深入研究熔融度对光纤耦合器耦合效率、光学性能和机械稳定性的影响。

通过调整加热温度和熔融时间等参数,控制光纤材料的熔融程度。

在光纤熔融拉锥过程中,采用不同的加热方式和熔融工艺,以获得不同熔融度的光纤耦合器,发现熔融度对耦合效率、光学性能和机械稳定性有重要影响。

研究结果为进一步优化熔锥型光纤耦合器的设计和性能提供了重要指导,对促进光纤通信和光学传感技术的发展具有重要意义。

【总页数】3页(P37-39)
【作者】王建强;郭征东
【作者单位】广州奥鑫通讯设备有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN253
【相关文献】
1.熔融拉锥光纤耦合器熔锥区的红外光谱研究
2.熔锥型光纤耦合器折射率传感特性研究
3.熔融度对熔锥型光纤耦合器特性影响研究
4.熔锥型光纤耦合器扭转特性研究
5.熔锥型光纤耦合器损耗特性研究
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熔锥型侧面泵浦耦合器的研究

书书第卷第期年月应用光学文章编号熔锥型侧面泵浦耦合器的研究李瑞辰张鹏庞璐宁鼎刘铁根中国电子科技集团公司第四十六研究所光纤部天津摘要现在高功率光纤激光器和光纤放大器采用的双包层掺杂光纤相对于从半导体泵浦激光器发射出的多模泵浦光束的大发散角其内包层的直径很小因此把泵浦光有效地耦合到双包层掺杂光纤的内包层是一个急需解决的难题。

研制一种熔锥型侧面泵浦耦合器可以大幅度提高泵浦光功率实现增益光纤的多点泵浦在双包层光纤放大器中使用良好安全稳定实现了较高的耦合效率达到了信号光通过率信号输入与泵浦输入的隔离度大于泵浦输入对输出端反向传输光的隔离度。

通过对比结构紧凑性、耦合效率、系统稳定性等相关指标发现熔锥型侧面泵浦耦合器完全可以满足高功率光纤激光器和光纤放大器的使用要求。

关键词双包层光纤熔融拉锥侧面泵浦耦合器中图分类号文献标志码犉狌狊犲犱犫犻犮狅状犻犮犪犾狋犪狆犲狉狊犻犱犲狆狌犿狆犲犱犳犻犫犲狉犮狅狌狆犾犲狉犃犫狊狋狉犪犮狋犓犲狔狑狅狉犱狊收稿日期修回日期基金项目国家计划作者简介李瑞辰男河北肃宁人硕士工程师主要从事光无源器件开发的研究工作。

引言光纤激光器具有光束质量好、结构紧凑、体积小、质量轻、易散热、工作稳定等众多优点。

在大功率光纤激光器和放大器的研究中实现泵浦光功率高效、安全的耦合是其关键技术之一目前的泵浦方法主要包括光纤端面泵浦和光纤侧面泵浦两种。

现有的侧面泵浦耦合技术主要有槽侧面泵浦耦合、嵌入反射镜式泵浦耦合、角度磨抛侧面泵浦耦合和熔锥侧面泵浦耦合等。

通过对比结构紧凑性、耦合效率、系统稳定应用光学李瑞辰等熔锥型侧面泵浦耦合器的研究性、制作难易程度等相关指标发现采用熔锥侧面泵浦耦合具有很大的优势。

本文中使用熔融拉锥方法制作的侧面泵浦耦合器在双包层光纤放大器中使用良好安全稳定实现了较高的耦合效率达到了信号光通过率信号输入与泵浦输入的隔离度大于泵浦输入对输出端反向传输光的隔离度。

制作原理熔锥侧面泵浦耦合可以大幅度提高泵浦光功率实现增益光纤的多点泵浦。

实训五熔融拉锥光纤耦合器的制作

实训五熔融拉锥光纤耦合器的制作（一）光纤耦合器1.功能：用于光信号的分路与合路，是光纤无源器件。

2.制作方法：微光学、光波导、熔融拉锥（FBT：制作简单、成本低廉、附件损耗小）。

3.两根光纤的归一化输出光功率：P2/P1=cos2(△β(λ)L)P3/P1=sin2(△β(λ)L)其中(△β(λ))为耦合常数、L是拉锥长度从公式可知P3和P2互补，且符合能量守恒。

但这两个公式一般只适合理论指导，不可用于计算使用，因为(△β(λ))不可确定，随时变化。

所以实验过程中应用软件对两个输出端进行实时的功率检测，直接输出P2和P3。

（二）实验流程1.SCS-4000型全功能光纤拉锥系统是一种集成了光学、电子学、精密机械、计算机等多项技术及制作、检测、控制等多项功能于一体的高度自动化生产系统。

2.实验步骤：①主、副光纤的准备工作：剥除涂覆层，酒精擦拭，插入拉锥机光功率监测通道。

②主副光纤中间部分剥除涂覆层，酒精擦拭，打结两次，抽气固定。

③调至工作长度模式，点火熔融，进行耦合器的拉锥，并观察软件上的耦合图像。

3.实验结果【第一次实验】分析：a.从实验效果图可以看出，在中间交汇线处，绿白两条线恰好接触，但是却在之后的过程中分别返回到其他值保持不变，导致最终输出功率之和大于输入功率，明显不符合能量守恒定律。

出现情况原因：可能由于输入功率过高，使得计算机光功率监测系统不能标注出真正的功率值，即输入的0.98数值不准确，所以在最后的熔融拉锥之后，输出功率之和高于了输入功率。

b.代表“附加损耗”的红色线条数值一直很低，表明实验中损耗较小。

为了使附加损耗小，需要在剥除涂覆层时更加认真，既不能把光纤弄断，还要把涂覆层完全剥干净，并且一定要记得用酒精擦拭，条件允许的话，酒精擦拭用纸不可循环利用。

c.本次实验熔融效果较好，但是由于输出功率值不正常，仍有缺陷。

【第二次实验】a.从实验效果图可以看出，在熔融初期阶段，由于打结处光纤涂覆层没有剥除干净，使得输出图像上下波动较大。

回廊模微腔器件的熔锥耦合实验研究的开题报告

回廊模微腔器件的熔锥耦合实验研究的开题报告
一、选题背景
回廊模微腔器件（Ring Resonator）作为典型的光学微腔器件，其具有优良的自由光谱范围、高灵敏度等特点，因而在光通信、光传感等领域得到广泛应用。

而熔锥（Taper）技术是一种重要的微纳加工技术，能够实现器件耦合效率的提高。

熔锥通过将光纤两端的直径逐渐变小，使光的模场与微腔中的模场进行紧密耦合。

因此，熔锥
耦合技术已经成为目前微纳光学器件中光耦合的主流技术之一。

本文将研究回廊模微腔器件的熔锥耦合实验，探究熔锥参数对器件耦合效率的影响，为光学微腔器件的光耦合提供一定的参考依据。

二、研究内容和目标
1. 设计回廊模微腔器件
设计基于SOI（Silicon-on-insulator）平台的回廊模微腔器件，并进行有限元仿
真分析，确定器件的具体参数设置。

2. 制备熔锥
利用光刻技术在SOI平台上制备出熔锥，通过扫描电子显微镜（SEM）测量熔锥的直径，确定熔锥的精确参数。

3. 熔锥耦合实验研究
将熔锥与回廊模微腔器件进行耦合实验，分析熔锥的参数对器件耦合效率的影响。

通过调整熔锥的参数，提高器件的光耦合效率，获得较好的实验效果。

三、研究意义
本研究将深入探究回廊模微腔器件的熔锥耦合技术，对光学器件的光耦合效率提高有一定的参考价值。

同时，研究熔锥的设计和制备技术，进一步优化微纳加工技术
的应用，为微纳光学器件的发展提供技术支持和理论指导。

熔锥型光纤器件的流变成形机理、规律与技术研究的开题报告

熔锥型光纤器件的流变成形机理、规律与技术研究的开题报告一、研究背景及意义光纤器件是现代通信技术的核心之一，其关键部件之一是光纤熔接器。

光纤熔接器是将两根光纤结合在一起形成一个连续的光学波导路线的器件。

光纤熔接器主要的原理是将两根光纤熔接在一起，使得两端的光能够够无缝连接，以达到信号的传输和放大。

光纤器件的性能很大程度上依赖于其内部结构和材料的特性。

对于光纤熔接器来说，其性能主要受熔接区的形态和质量的影响。

传统的光纤熔接器主要使用火焰或者电弧等方式熔接，这种方法虽然可以得到一定的熔接质量，但缺点明显，如无法控制熔接区的温度和速度等问题，从而无法保证熔接区的形态和质量。

因此，需要一种新的方法来解决这些问题，而熔锥型光纤器件是一种非常理想的选择。

熔锥型光纤器件具有结构简单、熔接区形态好、熔接质量高等优点，在光通信、激光器和传感器等技术领域有着广泛应用。

因此，研究熔锥型光纤器件的流变成形机理、规律与技术对于优化光纤器件的性能具有重要的意义。

二、研究内容本项目旨在研究熔锥型光纤器件的流变成形机理、规律与技术，具体内容如下：1. 了解熔锥型光纤器件的基本原理和结构特点，熟悉其制备工艺。

2. 系统地研究熔锥型光纤器件的流变成形机理和规律，并建立相应的数学模型，探索影响熔接区形态和质量的关键因素。

3. 设计和制备实验所需的熔锥型光纤器件成形设备，对熔锥型光纤器件的成形过程进行监测和记录。

4. 利用实验室内自行设计制作的熔锥型光纤器件成形设备，开展一系列熔锥型光纤器件的成形试验，并对试验结果进行分析和总结。

5. 探索并制定熔锥型光纤器件的成形工艺，并与传统的光纤熔接器进行比较分析，以验证其成形效果和性能。

三、研究方法和思路1. 应用理论分析方法，建立熔锥型光纤器件流变成形的数学模型，探索影响熔接区形态和质量的关键因素。

2. 制备熔锥型光纤器件成形设备，利用高精度位移控制系统和光学显微镜对熔锥型光纤器件成形过程进行实时监测和记录。

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