专利名称：侧向耦合的光纤耦合头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种侧向耦合的光纤耦合头，尤其是一种制作工艺简单、制造成本低的侧向耦合的光纤耦合头。
背景技术：
侧向耦合的光纤耦合头是高速光接收器、高精度生物及医学检测器领域所必需的设备之一，其作用是把单模光纤中传输的光导出并在光纤的侧面附近形成一个直径为数十微米之内的圆光斑。由于采用了侧向耦合，光接收器的受光芯片可水平地和光接收器的前置放大器装在同一块高频电路板上，使光接收器更加紧凑，从而实现超小型化；可节省使受光芯片直立的昂贵高频陶瓷载体，继而大大降低成本；可缩短连接受光芯片与前置放大器的金线，使光接收器的高频性能得到改善。目前，公知的侧向耦合的光纤耦合头是在单模光纤的端头相接有与单模光纤同外径且折射率相同的一段无芯光纤，无芯光纤的上、下分别有经抛光工艺而产生的上斜面、下斜面，上斜面、下斜面相交于无芯光纤的端头。由于现有上斜面、下斜面的表面均为向上凸的圆弧曲面，需要在上斜面的圆弧曲面上镀一层金属反射层，以提高光纤耦合头的侧向耦合功率。因圆弧曲面本身加工困难，加之金属反射层通常是价格昂贵的稀有金属(如金等)，而且镀金时还需遮挡下斜面，非常麻烦，所以现有的侧向耦合的光纤耦合头存在着制作工艺复杂、成本高的问题。
发明内容
本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种制作工艺简单、制造成本低的侧向耦合的光纤耦合头。
本发明的技术解决方案是一种侧向耦合的光纤耦合头，设有单模光纤1，与单模光纤1相接有与单模光纤1同外径且折射率相等的的无芯光纤2，无芯光纤2的上斜面3、下斜面4相交于端头，所述无芯光纤2的长度为70～100μm，上斜面3、下斜面4为平面，上斜面3、下斜面4与水平方向的夹角分别为37～47°、5～15°。
在所述单模光纤1上有上斜面5、下斜面6，上斜面5与上斜面3共面，下斜面6与下斜面4共面。
本发明最好的实施方案是所述无芯光纤2的长度为90μm，上斜面3、下斜面4与水平方向的夹角分别为42°、10°。
本发明同现有技术相比，具有如下优点1.上、下斜面均为平面，抛光加工简单，克服了现有技术所存在的圆弧曲面加工困难的问题；2.由于上斜面的水平夹角为37～47°，这样从单模光纤出射的光在无芯光纤上传输20～30μm后，以大于或等于48±5°的入射角投射到上斜面上而产生全反射，所以上斜面不用镀任何金属反射层就能起到镜面反射作用，在光能量无损失的情况下使光束从水平传播转成向下传播，不但回波损失小，能实现高稳定的耦合，更主要的是省去了加工反射膜的工艺，使制作成本大大降低；3.不用透镜之类的成像系统，只要通过控制无芯光纤中的光路长度，即可调节耦合出来的光斑大小，制备的公差容任度大，光斑圆度好。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图3是本发明实施例1、2的光路原理图。
图4是本发明实施例1、2的回光光路图。
具体实施例方式下面将结合
本发明的具体实施方式
。
实施例1如图1所示设有普通单模光纤1，在单模光纤1的端头，用融接机融接有与单模光纤1同外径且折射率相同的无芯光纤2，无芯光纤2的长度为70～100μm。用抛光机将无芯光纤2上下面研磨成表面为平面的上斜面3、下斜面，上斜面3、下斜面4相交于端头，上斜面3、下斜面4与水平方向的夹角分别为37～47°、5～15°。
实施例2如图2所示设有普通单模光纤1，在单模光纤1的端头，用融接机融接有与单模光纤1同外径且折射率相同的无芯光纤2，无芯光纤2的长度为90μm。为调节光路长度，用抛光机将无芯光纤2以及单模光纤1上下面研磨成表面为平面的上斜面3、上斜面5，下斜面4、下斜面6，上斜面5、下斜面6分别是上斜面3、下斜面4的延长面，所以上斜面5与上斜面3共面，下斜面6与下斜面7共面。上斜面3、下斜面4相交于端头，上斜面3、下斜面4与水平方向的夹角分别为42°、10°。
实施例1、实施例2的光路原理如图3所示当在普通单模光纤中传输的光从普通单模光纤进入无芯光纤时，因两者的折射率相等，因而并无反射。但是当光进入无芯光纤后就不再以导波的方式传播，而是以自由空间的高斯光束的形式传播。由于无芯光纤的折射率较高，从普通光纤出射的高斯光束在无芯光纤部分的瑞利距离ZR有70多微米长，所以此高斯光束在无芯光纤中发散很慢。通过设定无芯光纤的长度(70～100μm)及无芯光纤上下斜面的角度(37～47°、5～15°)，使从普通单模光纤部分出射的高斯光束经过20～30μm就射在无芯光纤的上斜面上而被全反射成下行高斯光束；此下行高斯光束再经过50μm左右又射在下斜面上而折射出光纤。在下斜面上，光束的直径约为普通单模光纤的模场直径的2倍，即20μm左右。因此，在光纤的侧向附近，我们可以得到一个直径为数十微米的高斯光束的光斑。
实施例1、实施例2的回光光路如图4所示可以看出，本发明实施例的回波损失小，能实现高稳定的耦合。
权利要求
1.一种侧向耦合的光纤耦合头，设有单模光纤(1)，与单模光纤(1)相接有与单模光纤(1)同外径且折射率相等的无芯光纤(2)，无芯光纤(2)的上斜面(3)、下斜面(4)相交于端头，其特征在于所述无芯光纤(2)的长度为70～100μm，上斜面(3)、下斜面(4)为平面，上斜面(3)、下斜面(4)与水平方向的夹角分别为37～47°、5～15°。
2.根据权利要求1所述的侧向耦合的光纤耦合头，其特征在于在所述单模光纤(1)上有上斜面(5)、下斜面(6)，上斜面(5)与上斜面(3)共面，下斜面(6)与下斜面(4)共面。
3.根据权利要求1或2所述的侧向耦合的光纤耦合头，其特征在于所述无芯光纤(2)的长度为90μm，上斜面(3)、下斜面(4)与水平方向的夹角分别为42°、10°。
全文摘要
本发明公开一种制作工艺简单、制造成本低的侧向耦合光纤耦合头，设有单模光纤(1)，与单模光纤(1)相接有与单模光纤(1)同外径且折射率相等的无芯光纤(2)，无芯光纤(2)的上斜面(3)、下斜面(4)相交于端头，其特征在于所述无芯光纤(2)的长度为70～100μm，上斜面(3)、下斜面(4)为平面，上斜面(3)、下斜面(4)与水平方向的夹角分别为37～47°、5～15°。
文档编号G02B6/00GK101082688SQ20071001192
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月2日 优先权日2007年7月2日
发明者张耐 申请人:大连艾科科技开发有限公司