一种1×3光分束器及其加工方法

摘要：

本发明提供了一种1×3光分束器，包括光纤组束和两个石英毛细管，两个所述石英毛细管在轴向间隔一段距离，所述光纤组束穿过两个所述石英毛细管，所述光纤组束包括一根内层光纤和六根外层光纤，六根外层光纤以所述内层光纤为中心沿圆周方向均布；所述内层光纤为单模光纤，六根外层光纤包括三根单模光纤和三根无芯光纤，单模光纤和无芯光纤一一间隔排列；两个石英毛细管内部以及两个石英毛细管之间的光纤束为裸纤，石英毛细管和光纤组束经拉锥后形成分束器，分束器一端的内层单模光纤为输入，分束器另一端的外层三根单模光纤为输出，输入和输出均位于所述石英毛细管外。本发明能够实现对输入光信号的1：1：1宽带均分输出。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202310437178.1

申请日期：2023-04-20

公开/公告号：CN117492139A

公开/公告日：2024-02-02

主分类号：G02B6/24(2006.01)

申请/专利权人:江苏大学

发明/设计人:陈明阳;庞聪;龚天翼;梁莹

主申请人地址:212013 江苏省镇江市京口区

专利代理机构:南京智造力知识产权代理有限公司

代理人:屠志炜

国别省市代码:江苏;32

权利要求：

1.一种1×3光分束器，其特征在于，包括光纤组束和两个石英毛细管，两个所述石英毛细管在轴向间隔一段距离，所述光纤组束穿过两个所述石英毛细管，所述光纤组束包括一根内层光纤和六根外层光纤，六根外层光纤以所述内层光纤为中心沿圆周方向均布；所述内层光纤为单模光纤，六根外层光纤包括三根单模光纤和三根无芯光纤，单模光纤和无芯光纤一一间隔排列；两个石英毛细管内部的光纤束以及两个石英毛细管之间的光纤束均为裸纤，两个石英毛细管之间的光纤束为第一裸纤束，石英毛细管和光纤组束经拉锥后形成分束器，拉锥发生在第一裸纤束的中间部分，拉锥后第一裸纤束从中间向两端依次为中间熔融区、两侧锥区和外侧未拉伸区，分束器一端的内层单模光纤为输入端，分束器另一端的外层三根单模光纤为输出端，输入端和输出端均位于所述石英毛细管外。 2.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层直径与所述单模光纤的直径相等。 3.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层折射率应小于或等于所述单模光纤包层的折射率。 4.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述石英毛细管的内径ds与裸纤的直径dg之间满足：5μm≤ds-3dg≤10μm。 5.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述光纤组束与所述石英毛细管之间采用uv胶进行固定后再进行拉锥。 6.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述石英毛细管的管壁厚度为200～300μm，长度1～3cm。 7.一种根据权利要求1所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，包括： 步骤一：石英毛细管内部以及两根石英毛细管之间的区域均为裸纤区域，将光纤组束中对应于裸纤区域的部分光纤剥去涂覆层，用酒精棉球擦拭； 步骤二；将光纤组束穿过石英毛细管，所述光纤组束与所述石英毛细管之间采用uv胶进行固定； 步骤三：将石英毛细管和光纤组束置于熔融拉锥系统的拉锥平台，使用拉锥机夹具夹持两个石英毛细管； 步骤四：将单波长连续功率激光器接入内层单模光纤的一端，内层单模光纤和外层三个单模光纤的另一端分别接入光功率计； 步骤五：采用熔融拉锥系统进行拉锥，拉锥部分为两个石英毛细管中间的裸纤部分，根据光功率计监测结果确定拉锥终止时间。 8.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，所述步骤三中，在将石英毛细管及光纤组束置于拉锥平台前，对两根石英毛细管之间的裸纤进行扭转，扭转角θ与裸纤长度Ls的关系须满足：θ/Ls<5°，Ls的单位为mm。 9.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，所述步骤五中采用熔融拉锥系统进行拉锥，拉锥时选取氢气流量为120～180ml/min，拉伸速度为50～80μm/s，拉锥后中间熔融区单个光纤包层直径在38μm～43μm间，熔融区长度为4～7mm，两侧锥区长度为10～15mm。 10.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，在拉锥过程中，当内层单模光纤的输出功率达到总输出功率的5％以下，外层三个单模光纤的输出端光功率均达到总输出功率的31.6％～35％时，停止拉锥。