专利名称：可调谐光纤滤波器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤滤波器，具体地说，是一种可调谐光纤 滤波器。
背景技术：
随着互联网的发展，人们对光纤通讯系统的容量以及光纤通讯系 统的传送速度提出越来越高的要求。在光纤通讯系统中，需要应用一 个宽带光源以及一个可调谐的光纤滤波器，可调谐光纤滤波器的工作 原理是利用共振效应，只让宽带光源发出的光中特定波长的光在光纤 中低损耗地传送，而其他波长的光尽可能多地滤除。现有的一种可调 谐光纤滤波器的结构示意图如图l所示。
现有的可调谐光纤滤波器包括有一根输入光纤10以及一根输出 光纤20,输入光纤10以及输出光纤20均为单模光纤，其中心具有 纤芯11、 21，纤芯11、 21的芯径很小， 一般只有6~9微米。输入 光纤10的端面12与输出光纤20的端面22之间平行相对，两端面 12、 21之间具有一距离U,形成谐振腔15。光从输入光纤10出射 后进入谐振腔15,各种波长的光在谐振腔15内产生光共振，适当地 设计谐振腔15的结构参数，可以使只有特定波长的光才得以入射到 输出光纤20中，从而实现滤波作用，让特定波长的光在输出光纤20 中低损耗地传送。
但是，由于单模光纤纤芯的芯径很小，光从输入光纤10出射后 容易发散，并且发散角度较大，因此，这种可调谐光纤滤波器的输入 光纤10的端面12与输出光纤20的端面22必须靠得很近， 一般只有 几微米，使距离Ll很小。这样，自由谱区宽度(FSR， Free Spectrum Range)的范围以及大小受到限制。在超精细光谱分析中， 为了获得较小的自由语区宽度，就需要增大距离Ll,这样便使光纤 传送的插入损耗急剧增大而不能被接受。为了解决上述问题，另一种可调谐光纤滤波器在输入光纤10的
端面12与输出光纤20的端面22之间增加一个光纤晶体，这种可调 谐光纤滤波器的结构示意图如图2所示，其包括输入光纤10、输出 光纤20以及光纤晶体(Fiber Wafer) 30,光纤晶体30粘贴在输出 光纤20的端面22上，以减少输入光纤10的端面12与输出光纤20 的端面22之间空气距离，使两光纤端面之间的空气距离L2只有几微 米，从而减少光耦合时的插入损耗。
然而，由于光纤晶体30是在单模光纤中切去只有微米数量级的 一段而形成，制造这种可调谐光纤滤波器时，需要将长度只有几微米 的光纤晶体30粘贴在输出光纤20的端面22上，操作难度大，耗费 时间多，大大增加可调谐光纤滤波器的生产成本。并且， 一旦光纤晶 体30不能精确地粘贴到输出光纤20的端面上，同样会导致光传送的 插入损耗增大，不利于特定波长光信号的传送。
发明内容
本实用新型的主要目的是提供一种生产成本低且光传送的插入损 耗d 、的可调谐光纤滤波器；
本实用新型的另 一 目的是提供一种结构简单其制造方便的可调谐 光纤滤波器。
为实现上述的主要目的，本实用新型提供的可调谐光纤滤波器包 括输入光纤以及输出光纤，输入光纤的端面与输出光纤的端面平行相 对，并形成谐振腔，其中，输入光纤以及输出光纤均为扩芯光纤，输 入光纤端面处纤芯的芯径与输出光纤端面处纤芯的芯径相等。
由以上方案可见，由于可调谐光纤滤波器的输入光纤及输出光纤 均采用了扩芯光纤，光从输入光纤的端面射出时发散度变小，可以保 障即使输入光纤的端面与输出光纤的端面间距较大，甚至光纤端面的
平行性不十分完美，出射光仍可保持较低的插入损耗，从而可使自由 光i普区的可选择范围增大。并且，本实用新型的可调谐光纤滤波器不需要在输入光纤与输出 光纤之间设置光纤晶体，不但降低可调谐光纤滤波器的生产成本，还 简化生产工艺，提高可调谐光纤滤波器的生产效率。
一个优选的方案是，扩芯光纤的端面经过抛光处理，并且在端面 上镀上高反膜，在扩芯光纤的端面镀上反射率较高的高反膜后，输入
光纤射出的光在谐振腔内获得充分的反射，可以获得锐度(Finesse) 更高的光^普。
图l是现有可调谐光纤滤波器的结构示意图2是现有另一种可调谐光纤滤波器的结构示意图3是本实用新型实施例的结构示意图4是应用本实用新型实施例的透过光谱示意图。
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见图3,根据本实用新型实施例的可调谐光纤滤波器具有输入 光纤40以及输出光纤50,输入光纤40以及输出光纤50均采用扩芯 光纤，也就是光纤的纤芯芯径在靠近光纤端面处逐渐增大，该扩芯光 纤可以是扩束光纤或热扩散扩芯光纤(TEC, Thertna卜diffusion Expanded Core Fiber)。如图3所示，在输入光纤40端面42处， 纤芯41的芯径远大于远离端面42处纤芯41的芯径。相同的，输出 光纤50端面52处，纤芯51的芯径远大于远离端面52处纤芯51的 芯径。
输入光纤40的端面42与输出光纤50的端面52平行相对，也就 是输入光纤40的端面42与输出光纤50的端面52沿光纤轴线的投影 重叠。并且，输入光纤40端面42处纤芯41的芯径与输出光纤50端 面52处纤芯51的芯径相等，这样，从输入光纤40出射的光可更好 地入射到输出光纤50中。
本实施例中，输入光纤40的端面42经过抛光处理，并且在端面 42上镀上一层高反膜43,优选地，高反膜43的反射率为99. 4%至99.9%。同样，输出光纤50的端面52也经过抛光处理，并在端面 52上镀上一层相同反射率的高反膜53。并且，两个端面上的反射率 必须尽可能相等。
输入光纤40的端面42与输出光纤50的端面52之间的空气距离 为L3,并且在端面42与端面52之间形成谐振腔45。
由于扩芯光纤端面处纤芯的芯径较大，从输出光纤40出射的光 发散度小，准直性好。如图3所示，从输出光纤40出射的光几乎沿 平行光纤轴线的方向射向谐振腔45内。光进入谐振腔45后产生共振 效应，只有特定波长的光进入输出光纤50中，从而实现滤波作用。
参见图4，透过光的峰值与峰值之间的距离称为自由谱区宽度 FSR,而峰值的宽度称为半极大全宽(BW， Band Width),自由谱区 宽度FSR与半极大全宽BW之间具有以下的关系
D 蕴
Fi (式1) 式1中，F称为锐度(Finesse),它由4度在光纤端面的高反膜的 反射率R决定，锐度F与反射率R的关系如下
F=f§ (式2)
由此可见，选择合适的高反膜反射率R,就可选择透过光谱的线 宽，从而可调节自由谱区宽度FSR与半极大全宽BW之间的比例。。 而自由语区宽度FSR跟输入光纤40端面42与输出光纤50端面52之 间的空气距离L3有以下关系
FSR *丄 (式3)
式3中，人为入射光的波长。因此，可以通过调节输入光纤40 端面42与输出光纤50端面52之间的空气距离L3来调节透过波长， 从而实现对特定波长的选择，让特定波长的光进入输出光纤50,光 即可在输出光纤50中低损耗地传送。
实际应用中，还可在输入光纤40端面42与输出光纤50端面52 之间设置一个压电陶瓷体，并向压电陶瓷体施加电压，通过改变向压 电陶资体施加的电压来改变压电陶瓷体的伸缩长度，从而改变在输入光纤40端面42与输出光纤50端面52之间的空气距离L3，进而实 现对透过波长的选^t奪。
由上述的方案可见，本实用新型的输入光纤40以及输出光纤50 均为扩芯光纤，光从输入光纤40出射后发散角度小，光的耦合损耗 小，在输入光纤40的端面42与输出光纤50的端面间距为12-250 微米时，耦合损耗仍小于3分贝(dB)。
同时，通过调节输入光纤40的端面42与输出光纤50的端面之 间的空气距离L3可调节自由谱区宽度FSR,即使自由谱区宽度FSR 可从几微米到几百微米变化，也不会造成损耗过大.并且，由于输入 光纤40与输出光纤50端面处纤芯的芯径较大，制造可调谐光纤滤波 器时对准精度要求大大减低，即使两光纤端面错位1微米时，光传送 的插入损耗仍可以忽略不计，可调谐光纤滤波器的稳定性大大提高。
并且，生产可调谐光纤滤波器时，不需要在输入光纤40或输出 光纤50的端面上粘贴光纤晶体，只需要将输入光纤40的端面42与 输出光纤50的端面52对齐即可，生产工艺简单，可大大提高生产效 率，降低可调谐光纤滤波器的生产成本。
当然，实施例仅是本实用新型的较佳的实施方案，实际应用中， 还可以有更多的改变，例如，在对光i普线宽要求不高的情况下对高反 膜的反射率R进行调整；或者使用其他长度可控的器件替代压电陶资 体来调整输入光纤与输出光纤端面的间距等等，这些改变并不影响本 实用新型的实施。
最后需要强调的是，本实用新型不限于上迷实施方式，如使用的 扩芯光纤类型的改变、选择的高反膜的反射率的大小，材质的改变等 微小的变化也应该包括在本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1、可调谐光纤滤波器，包括输入光纤以及输出光纤，所述输入光纤的端面与输出光纤的端面平行相对，并形成谐振腔；其特征在于所述输入光纤以及输出光纤均为扩芯光纤，所述输入光纤端面处纤芯的芯径与输出光纤端面处纤芯的芯径相等。
2、 根据权利要求1所述的可调谐光纤滤波器，其特征在于 所述扩芯光纤为扩束光纤或热扩散扩芯光纤。
3、 根据权利要求1或2所述的可调谐光纤滤波器，其特征在于所述扩芯光纤的端面经过抛光处理，并镀有高反膜。
4、 根据权利要求3所述的可调谐光纤滤波器，其特征在于 所述高反膜的反射率大于或等于99.4%。
5、 根据权利要求1或2所述的可调谐光纤滤波器，其特征在于所述输入光纤的端面与输出光纤的端面之间设有 一 压电陶瓷体。
专利摘要本实用新型提供一种可调谐光纤滤波器，包括输入光纤以及输出光纤，输入光纤的端面与输出光纤的端面平行相对，并形成谐振腔，其中，输入光纤以及输出光纤均为扩芯光纤，输入光纤端面处纤芯的芯径与输出光纤端面处纤芯的芯径相等。本实用新型提供的可调谐光纤滤波器结构简单，在输入光纤端面与输出光纤端面间距较大时仍保持较小的插入损耗，可调谐光纤滤波器的工作稳定性好。
文档编号G02B6/34GK201397404SQ200920055630
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者黄振国 申请人:光库通讯(珠海)有限公司