一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115963594A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211471244.9(22)申请日2022.11.23(71)申请人中国电子科技集团公司第四十六研究所地址300220天津市河西区洞庭路26号(72)发明人耿鹏程朱维震杨鹏衣永青庞璐张慧嘉(74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限公司12105专利代理师李美英(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图8页(54)发明名称一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器(57)摘要本发明涉及一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器。包括光纤包层和纤芯，数根纤芯包裹在光纤包层内，纤芯的根数大于等于3，对于包层的直径、纤芯数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置几何参数已经确定的光纤耦合器，对每根纤芯进行局部紫外激光曝光，调整折射率调制参数，控制光纤耦合器输出端的分光比，理论上可以实现任意分光比输出，且此种光纤耦合器结构十分紧凑，可保证光纤耦合器相同外形尺寸规格下通过后调制实现功能改变，因此具有十分重要的潜在应用价值。CN115963594ACN115963594A权利要求书1/1页1.一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器，包括光纤包层（1）和纤芯（2），数根所述纤芯（2）包裹在所述光纤包层（1）内，纤芯（2）的根数大于等于3，其特征在于：对于包层（1）的直径、纤芯（2）数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置几何参数已经确定的光纤耦合器，对每根纤芯（2）进行局部紫外激光曝光，调整折射率调制参数，控制光纤耦合器输出端的分光比，按以下步骤操作：第一步：设计光纤耦合器的几何结构参数，包括：包层（1）直径、纤芯（2）数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置；第二步：通过仿真验证光纤耦合器的导光特性，确认满足纤芯间光束耦合参数的需求，根据仿真结果选取合适的光纤长度；第三步：仿真紫外激光曝光参数对光纤耦合器输出端分光比的影响，根据输出端分光比的要求，确定各个纤芯的折射率调制参数，即可得到所需分光比的光纤耦合器；第四步：重复第三步，改变各个纤芯的折射率调制参数即可得到多种分光比的新型光纤耦合器。2.根据权利要求1所述的一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器，其特征在于：所述新型光纤耦合器长度小于3mm。2CN115963594A说明书1/3页一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器[0001]技术领域：本发明属于光纤耦合器技术领域，特别涉及一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器。[0002]背景技术：光纤耦合器是一种用于传送和分配光信号的光纤无源器件，是光纤系统中使用最多的光无源器件之一，在光纤通信、光纤激光及光纤传感领域占有举足轻重的地位。光纤耦合器一般具有以下几个特点：一是器件由光纤构成，属于全光纤型器件；二是光场的分波与合波主要通过模式耦合来实现；三是光信号传输具有方向性。[0003]常见的光纤耦合器类型主要包括：熔锥型光纤耦合器、多芯光纤耦合器与光纤光栅型光纤耦合器等。其中多芯光纤耦合器具有结构紧凑、稳定性好等突出优点，近年来受到了研究人员的较多关注。然而，目前多芯光纤耦合器还存在控光特性不够灵活、输出端分光比不能任意调制等不足。[0004]发明内容：针对目前多芯光纤耦合器输出端分光比不能灵活调制的不足，本发明提供了一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器。对于包层直径、纤芯数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置等几何参数确定的光纤耦合器，仅通过对多个纤芯进行局部紫外激光曝光，通过设计折射率调制参数，即可控制光纤耦合器输出端的分光比。[0005]本发明的技术方案是：一种可实现多种分光比的新型光纤耦合器，包括光纤包层和纤芯，数根所述纤芯包裹在所述光纤包层内，纤芯的根数大于等于3，对于包层的直径、纤芯数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置几何参数已经确定的光纤耦合器，对每根纤芯进行局部紫外激光曝光，调整折射率调制参数，控制光纤耦合器输出端的分光比，按以下步骤操作：第一步：设计光纤耦合器的几何结构参数，包括：包层直径、纤芯数量、纤芯折射率、包层折射率、纤芯直径、纤芯位置；第二步：通过仿真验证光纤耦合器的导光特性，确认满足纤芯间光束耦合参数的需求，根据仿真结果选取合适的光纤长度；第三步：仿真紫外激光曝光参数对光纤耦合器输出端分光比的影响，根据输出端分光比的要求，确定各个纤芯的折射率调制参数，即可得到所需分光比的光纤耦合器；第四步：重复第三步，改变各个纤芯的折射率调制参数即可得到多种分光比的新型光纤耦合器。[0006]在上述技术方案中，所述新型光纤耦合器长度小于3mm。[0007]本发明的有益效果是：通过紫外激光对光纤耦合器中各个纤芯的折射率进行