一种多芯光纤分路器及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤技术领域，尤其涉及一种多芯光纤分路器及其制作方法。
【背景技术】
[0002]多芯光纤是一种具有特殊折射率分布的特种光纤，它突破了常规光纤的折射率分布结构，在同一根光纤的包层中排布了两根以上相互平行的纤芯。双芯光纤是多芯光纤的一种，它分为两类:耦合型双芯光纤与非耦合型双芯光纤。耦合型双芯光纤的两纤芯距离较近且光能量以倏逝波的形式在两个纤芯之间相互耦合，而非耦合型双芯光纤的两纤芯距离较远且光能量在两个纤芯之间通常不会发生相互耦合。
[0003]以双芯光纤为例，基于双芯光纤制作的光纤器件，具有器件尺寸易精确控制、耦合区机械应力小、结构紧凑稳定等优点，在光传感和光通信等多个领域得到了广泛的应用。主要体现在光纤滤波器、光干涉仪、光连接器、光纤放大器、光分插复用器、光纤开关、光学镊子和各种双芯光纤传感器等方面。
[0004]但由于双芯光纤的两个纤芯之间的距离以及纤芯的尺寸都非常小，在同时探测两个纤芯的输出时有较大困难，也使得双芯光纤无法像单模光纤一样通过各种光器件低损耗互联，因此在应用上受到了很大程度的限制。
【发明内容】
[0005]本发明实施例的目的在于提供一种多芯光纤分路器，旨在解决现有的多芯光纤由于纤芯之间的距离以及纤芯的尺寸都非常小，因而将光纤中的光同时输出且无法通过各种光器件低损耗互联，应用受限的问题。
[0006]本发明实施例是这样实现的，一种多芯光纤分路器，所述多芯光纤分路器是由至少两个多模光纤经熔融拉锥而成，所述至少两个多模光纤的熔融端共同作为所述多芯光纤分路器的输入端，所述至少两个多模光纤的非恪融端与至少两个单模光纤分别对应拉锥熔接，且所述至少两个单模光纤与所述多模光纤的非连接端作为所述多芯光纤分路器的多路输出端。
[0007]本发明实施例的另一目的在于提供一种如上所述的多芯光纤分路器的制造方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]将至少两个多模光纤分别与对应的单模光纤拉锥连接；
[0009]将各个连接有单模光纤的多模光纤并排对齐放置并侧向加热及拉锥，以使得大直径多模光纤侧向融合形成锥形结构；
[0010]当拉锥至所述锥形结构的锥区的直径满足预设条件时，沿锥区的中间位置切断，得到多芯光纤分路器。
[0011]本发明提出的多芯光纤分路器由至少两个多模光纤恪融拉锥而成，且在多模光纤的非熔融端拉锥连接有单模光纤，实现了单模输出，同时使得其插入损耗较低，且制作方法简单、工作可靠、成本低。当该多芯光纤分路器为双芯的光纤分路器时，可将双芯光纤中平行排布的两个纤芯中的光能量低损耗地同时分光親合输出，可大大拓展双芯光纤在传感及通信方面的应用；同时，在双芯的光纤分路器的端面有两个距离接近的大半圆形纤芯，因此该双芯的光纤分路器对于芯距小的耦合型双芯光纤或芯距大的非耦合型双芯光纤都是适用的。
【附图说明】
[0012]图1是本发明第一实施例提供的多芯光纤分路器的结构图；
[0013]图2是本发明第二实施例提供的多芯光纤分路器的制造方法的流程图；
[0014]图3是本发明第二实施例中，将多模光纤与对应的单模光纤连接的详细流程图；
[0015]图4是本发明第二实施例中，对多模光纤进行熔融拉锥的详细流程图；
[0016]图5a至图5e是以双芯的光纤分路器为例的加工过程示意图；
[0017]图6a是对利用本发明第二实施例制得的双芯的光纤分路器进行实验所采用的耦合型双芯光纤示意图；
[0018]图6b是采用耦合型双芯光纤对利用本发明第二实施例制得的双芯的光纤分路器进行实验时，得到的双芯光纤耦合输出光谱示意图；
[0019]图7a是利用本发明第二实施例制得的双芯的光纤分路器进行实验所采用的非耦合型双芯光纤示意图；
[0020]图7b是采用非耦合型双芯光纤对利用本发明第二实施例制得的双芯的光纤分路器进行实验时，得到的双芯光纤耦合输出光谱示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]为了解决现有双芯光纤及多芯光纤存在的耦合输出问题，本发明提出了一种多芯光纤分路器及其制作方法。该多芯光纤分路器由至少两个多模光纤恪融拉锥而成，且在多模光纤的非双熔融拉锥端连接有单模光纤。
[0023]本发明第一实施例提供了一种多芯光纤分路器，该多芯光纤分路器是由至少两个多模光纤经熔融拉锥而成，至少两个多模光纤的熔融端共同作为该多芯光纤分路器的输入端，至少两个多模光纤的非熔融端与至少两个单模光纤分别一一对应拉锥熔接，且至少两个单模光纤与多模光纤的非连接端作为该多芯光纤分路器的多路输出端。
[0024]优选地，单模光纤与对应的多模光纤采用熔融拉锥方式实现连接。
[0025]图1以两路的双芯的光纤分路器为例，示出了双芯的光纤分路器的一种结构。此时，光纤分路器是由两个多模光纤I经拉锥融合而成，多模光纤I的恪融端3作为光分路器的输入端，多模光纤I的非熔融端5连接单模光纤2，单模光纤2与多模光纤I的非连接端4作为该光纤分路器的多路输出端。
[0026]本发明第一实施例提供的多芯光纤分路器中，多模光纤的非熔融端连接有单模光纤，实现了单模输出，从而使得其插入损耗较低，且制作方法简单、工作可靠、成本低。当该多芯光纤分路器为双芯的光纤分路器时，可将双芯光纤中平行排布的两个纤芯中的光能量低损耗地同时分光耦合输出，可大大拓展双芯光纤在传感及通信方面的应用；同时，在双芯的光纤分路器的端面有两个距离接近的大半圆形纤芯，因此该双芯的光纤分路器对于芯距小的耦合型双芯光纤或芯距大的非耦合型双芯光纤都是适用的。
[0027]图2示出了本发明第二实施例提供的多芯光纤分路器的制造方法的流程，包括以下步骤:
[0028]S1:将至少两个多模光纤分别与对应的单模光纤拉锥熔接。
[0029]进一步地，如图3所示，步骤SI又可包括以下步骤:
[0030]Sll:将至少两个多模光纤分别与对应的单模光纤以包层对齐的方式熔接并放电加热拉锥。
[0031]本发明第二实施例中，与单模光纤熔接的多模光纤的直径优选是125微米、纤芯直径优选是105微米。
[0032]S12:将熔接有单模光纤的多模光纤放置在熔接机中。
[0033]本发明第二实施例中，熔接机优选是日本藤仓的型号为FSM-100P+熔接机。
[0034]S13:调整熔接机的放电电极，使得放电电极加热中心对齐需要的放电位置。
[0035]S14:在手动模式下拉动熔接机的左右马达，同时控制熔接机通过调整放电电流以实现拉锥。
[0036]本发明第二实施例中，在选用型号为FSM-100P+熔接机时，可设置熔接机的放电电流为标准电流-0.3mA、放电时间为1500mso
[0037]S2:将各个连接有单模光纤的多模光纤并排对齐放置并侧向加热及拉锥，以使得大直径多模光纤侧向融合形成锥形结构。
[0038]本发明第二实施例中，可使用放电电弧作为热源进行加热，或使用火焰(如氢氧焰、乙炔焰、酒精灯焰等)作为热源进行加热，或使用C02激光作为热源进行加热，不同的热源加热制备的方式效果略有不同，但是得到的多芯光纤分路器的结构相同。如图4以放电电弧作为热源进行加热为例，示出了步骤S2的详细步骤，具体包括以下步骤:
[0039]S21:将熔接机中的光纤夹具换为450微米夹具，并将各个连接有单模光纤的多模光纤并排对齐放置在熔接机中。
[0040]S22:调整熔接机的左右载物马达及夹具，使得熔接机的放电电极对齐多模光纤的预定位置。
[0041]本发明第二实施例中，预定位置应位于多模光纤的距离熔接点较近处，例如该预定位置与熔接点的距离可以是数百微米。
[0042]S23:调整熔接机的放电参数及电极马达向后移动。
[0043]本发明第二实施例中，放电参数例如可以是放电时间、放电电流等。
[0044]本发明第二实施例中，调整电极马达向后移动的目的是为了选择加热位置以及使得熔接机的放电电弧有较大的加热区域以足够覆盖并排放置的两个多模光纤。
[0045]S24:控制