一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器及其制备方法
【专利摘要】一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器，由入射端单模光纤、球状光纤a、中间段单模光纤、球状光纤b和出射端单模光纤串联组成，球状光纤a和球状光纤b的直径为160μm，中间段单模光纤的长度为2cm，中间段单模光纤的纤芯和包层作为信号臂和参考臂在球状光纤b发生干涉，其干涉波形作为光纤滤波器使用。本发明的优点和有益效果是：该滤波器中单模光纤同时作为信号臂和参考臂，输出信号自由光谱范围一致，消光比相同；可以通过温度、折射率和曲率进行调谐；该滤波器通带带宽易于调谐且制备成本相对低廉，有着广阔的应用价值。
【专利说明】一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤滤波领域，特别是一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器及其制备方法。
【背景技术】
[0002]光纤滤波器是一类重要的光器件，在波长选择、光分插复用、脉冲压缩、光谱整形和光纤传感等方面有着广泛的应用。随着DWDM系统中的信道数目的增大，传统的滤波器无法满足用户的需求。一方面是因为传统的光纤滤波器性能的限制，另一方面级联多个传统的光纤滤波器将增大插入损耗。使用光纤梳状滤波器可以实现超密集波分复用系统。这样一方面可以减小系统中光纤滤波器的数目，提高系统性能；另一方面，由于使用的还是原来的系统，因而可以降低成本。光纤滤波器具有极高的应用价值，对它的研究和制作具有重要的意义。
[0003]光纤马赫曾德尔滤波器性能优良，结构简单，是一种透射型的器件，便于信号探测。单臂式光纤马赫曾德尔滤波器的结构是在一段光纤上实现。实现方法有多种，通常分为两大类，一类基于普通单模光纤，包括采用光纤拉锥、偏芯熔接、多模光纤、二氧化碳激光器照射和在光纤上开槽等方法；另一类基于特种光纤，包括光敏光纤、细纤芯光纤、光子晶体光纤、空心光纤和双芯光纤等。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器及其制备方法，该光纤滤波器可以看成是一种马赫增德尔干涉仪，结构简单且容易制作，其制备方法成本低，有利于推广应用。
[0005]本发明的技术方案:
一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器，由入射端单模光纤、球状光纤a、中间段单模光纤、球状光纤b和出射端单模光纤串联组成，球状光纤a和球状光纤b的直径为160 μ m,中间段单模光纤的长度为2cm,中间段单模光纤的纤芯和包层作为信号臂和参考臂在球状光纤b发生干涉，其干涉波形作为光纤滤波器使用。
[0006]一种所述基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的制备方法，步骤如下:
1)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成一个球状端面，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180 μ m，放电量为200bit ；
2)将中间段单模光纤与上述球状端面熔接，制成球状光纤a，熔接时首先完全去掉中间段单模光纤的涂覆层，再通过步进电机控制上述球状端面与中间段单模光纤的距离为15 μ m，放电量为65bit ；
3)截取2cm长度的中间段单模光纤；
4)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成第二个球状端面，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180 μ m，放电量为200bit ；5)将中间段单模光纤与第二个球状端面熔接，制成球状光纤b，熔接时首先完全去掉中间段单模光纤的涂覆层，再通过步进电机控制中间段单模光纤与球状端面的间距为15 μ m，放电量为65bit，即可制得所述马赫曾德尔光纤滤波器。
[0007]—种所述基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的通带调谐，滤波器通带在光纤通信的C+L波段，对滤波器的通带调谐的方法如下:在20-700°C范围内，温度升高时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向长波方向平移；在1.33-1.38RIU内，折射率升高，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短波方向平移；在0.5-4m-1内，曲率增加时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短波方向平移。
[0008]本发明的优点和有益效果:
该滤波器中单模光纤同时作为信号臂和参考臂，输出信号自由光谱范围一致，消光比相同；可以通过温度、折射率和曲率进行调谐；该滤波器通带带宽易于调谐且制备成本相对低廉，有着广阔的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本光纤滤波器结构示意图。
[0010]图中:1.入射端单模光纤2.球状光纤a 3.中间段单模光纤
4.球状光纤b 5.出射端单模光纤6.中间段单模光纤纤芯7.中间段单模光纤包
层
图2是光纤端面放电形成的球状端面的放大照片。
[0011]图3是本发明光纤滤波器中球状光纤的放大照片。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]实施例:
一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器，如图1所示，由入射端单模光纤1、球状光纤a2、中间段单模光纤3、球状光纤b4和出射端单模光纤5串联组成，球状光纤a2和球状光纤b4的直径为160 μ m,中间段单模光纤3的长度为2cm，中间段单模光纤3的纤芯6和包层7作为信号臂和参考臂在球状光纤b4发生干涉，其干涉波形作为光纤滤波器使用。
[0014]该基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的制备方法，步骤如下:
1)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成一个球状端面，如图2所示，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180 μ m，放电量为200bit ；
2)将中间段单模光纤与上述球状端面熔接，制成球状光纤a，如图3所示熔接时首先完全去掉中间段单模光纤的涂覆层，再通过步进电机控制上述球状端面与中间段单模光纤的距离为15 μ m，放电量为65bit ；
3)截取2cm长度的中间段单模光纤；
4)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成第二个球状端面，如图2所示，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180μπι，放电量200bit ；
5)将中间段单模光纤与第二个球状端面熔接，制成球状光纤b，如图3所示，熔接时首先完全去掉中间段单模光纤 的涂覆层，再通过步进电机控制中间段单模光纤与球状端面的间距为15μπι，放电量为65bit，即可制得所述马赫曾德尔光纤滤波器。
[0015]该基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的通带调谐，滤波器通带在光纤通信的C+L波段，对滤波器的通带调谐的方法如下:在20-700°C范围内，温度升高时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向长波方向平移；在1.33-1.38RIU内，折射率升高，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短波方向平移；在0.5-4Π1内，曲率增加时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短 波方向平移。
【权利要求】
1.一种基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器，其特征在于:由入射端单模光纤、球状光纤a、中间段单模光纤、球状光纤b和出射端单模光纤串联组成，球状光纤a和球状光纤b的直径为160 μ m，中间段单模光纤的长度为2cm，中间段单模光纤的纤芯和包层作为信号臂和参考臂在球状光纤b发生干涉，其干涉波形作为光纤滤波器使用。
2.一种如权利要求1所述基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的制备方法，其特征在于步骤如下: 1)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成一个球状端面，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180 μ m，放电量为200bit ； 2)将中间段单模光纤与上述球状端面熔接，制成球状光纤a，熔接时首先完全去掉中间段单模光纤的涂覆层，再通过步进电机控制上述球状端面与中间段单模光纤的距离为15 μ m，放电量为65bit ； 3)截取2cm的中间段单模光纤； 4)将入射端单模光纤端面去掉涂覆层，利用熔接机放电制成第二个球状端面，熔接时将去掉涂覆层的裸光纤超过熔接机的电极棒长度为180 μ m，放电量为200bit ； 5)将中间段单模光纤与第二个球状端面熔接，制成球状光纤b，熔 接时首先完全去掉中间段单模光纤的涂覆层，再通过步进电机控制中间段单模光纤与球状端面的间距为15 μ m，放电量为65bit，即可制得所述马赫曾德尔光纤滤波器。
3.—种如权利要求1所述基于球状光纤的马赫曾德尔光纤滤波器的通带调谐，其特征在于:滤波器通带在光纤通信的C+L波段，对滤波器的通带调谐的方法如下:在20-700°C范围内，温度升高时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向长波方向平移；在1.33-1.38RIU内，折射率升高，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短波方向平移；在0.5-4m-1内，曲率增加时，滤波器通带和阻带带宽不变，位置向短波方向平移。
【文档编号】G02B6/255GK103823274SQ201410106687
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】童峥嵘, 袁硕, 曹晔, 张卫华 申请人:天津理工大学