法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2022-06-07
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G02B 6/24 专利号:ZL2013102323084 申请日:20130609 授权公告日:20150325
专利权的终止
2015-03-25
授权
授权
2013-10-23
实质审查的生效 IPC(主分类):G02B6/24 申请日:20130609
实质审查的生效
2013-09-18
公开
公开
技术领域
本发明涉及一种制作微光纤环形结光学谐振腔的新方法。
背景技术
微光纤环形结光学谐振腔因具有高的品质因数(Q值)和可控的自由光谱 范围(FSR),被广泛应用于光滤波器、光传感器、色散补偿器和光延迟线等 方面。目前,制作微光纤环形结光学谐振腔的方法主要有两种:1、中国发明 专利CN1819376A公开了一种微光纤环形结光学谐振腔的制作方法,它是用 高温拉伸法拉伸普通单模光纤,制备出1-5μm的石英微光纤;利用两根锥形 光纤探针在光学显微镜下操纵微光纤,制备出直径在毫米量级的环形结,环 形结的一端和单模光纤相连,一端悬空;利用微调整架逐渐拉紧悬空端,改 变环形结的直径至需要的范围。这种方法的缺点是需要在显微镜下制作环形 结,给操作带来了不便;另外,借助两根锥形光纤探针操纵微光纤,稍有不 慎用力过度就会使微光纤断开,因此制作成功率较低。2、利用火焰加热拉锥 的方法,从单模光纤拉制石英微光纤后,直接利用两端都带有拉锥区的石英 微光纤制作环形结光学谐振腔。这种方法的优点是不需要利用耦合的方法把 光从结型腔中导出,减小了光的损耗,可以制作出高精细度的微光纤环形结 光学谐振腔。这种方法的缺点是两拉锥区间的微光纤需要很长(目前,利用 高温拉伸的方法,不易拉制出很长且直径均匀的微光纤),否则在制作过程中 微光纤因弯曲易断。
发明内容
本发明提供了一种新的制作微光纤环形结光学谐振腔的方法,特别适用 于拉制较短的微光纤制作环形结光学谐振腔,能有效克服背景技术所述两种 方法所存在的缺点。
为实现以上发明目的,本发明提供以下技术方案。
一种制作微光纤环形结光学谐振腔的方法,即:制作石英微光纤和聚合 物微光纤;对聚合物微光纤打结形成一个环形结;将石英微光纤的自由端搭 接在聚合物微光纤上,使得两者在范德瓦尔分子力和静电力的作用下紧贴在 一起;用锥形光纤探针将聚合物微光纤上的环形结拨到石英微光纤上;用锥 形光纤探针轻拨聚合物微光纤与石英微光纤的搭接处,使得石英微光纤与聚 合物微光纤相分离,即得到微光纤环形结光学谐振腔。
基于上述基本技术方案,本发明还作如下优化限定和改进:
将环形结拨到石英微光纤上以后,利用锥形光纤探针调整环形结位置, 同时轻拉聚合物微光纤以减小环形结从而调整至需要的直径。
采用单模光纤拉制出直径为1-5μm的所述石英微光纤(此时石英微光纤 的两端均形成有拉锥区),并将石英微光纤与某一端的拉锥区连接处附近截断 形成石英微光纤自由端。
上述的微光纤环形结光学谐振腔,其直径为50μm-10mm。
对聚合物微光纤打结形成的环形结的直径在毫米量级。
上述聚合物微光纤的直径为10-50μm,长度在10cm以上。
基于相同的制作原理,本发明还提供了另一种制作微光纤环形结光学谐 振腔的方法,即:制作石英微光纤和聚合物微光纤,将石英微光纤的自由端 搭接在聚合物微光纤上,使得两者在范德瓦尔分子力和静电力的作用下紧贴 在一起,用聚合物微光纤做牵引,徒手在石英微光纤上打结形成一个环形结; 利用锥形光纤探针调整环形结位置,同时慢慢地拉聚合物微光纤以减小环形 结的直径到需要的直径。
进一步的优化限定和改进可参照前述第一种方法,例如:
微光纤环形结光学谐振腔,其直径为50μm-10mm。
对聚合物微光纤打结形成的环形结的直径在毫米量级。
聚合物微光纤的直径为10-50μm,长度在10cm以上。
本发明的优点是:
1]利用了聚合物微光纤柔韧性好、易于制作(常用的聚合物很容易拉制出 较长的聚合物微光纤)的特点,不需要在显微镜下制作环形结,大大降低了 制作微光纤环形结光学谐振腔的难度。
2]非常适用于长度较短的微纳光纤制作环形结光学谐振腔。
3]对于多环串联、多环并联和串并联混合的微光纤环形结光学谐振腔,也 能够简便制作完成。
附图说明
图1是利用聚合物微光纤制作微光纤环形结光学谐振腔示意图。图中(1)、 (2)、(3)和(4)为制作步骤:(1)是把打好环形结的聚合物微光纤的一端 搭在石英微光纤的自由端;(2)是利用锥形光纤探针把环形结拨到石英微光 纤上;(3)是利用锥形光纤探针把聚合物微光纤与石英微光纤分离;(4)是 把用于收集光信息的锥形微光纤搭在结型谐振腔的另一端。
图2是图1中微光纤环形结6的结型区域A的放大图。
图3是制作的单环微光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
图4是制作的双环并联微光纤环形结光学谐振腔示意图。
图5是制作的双环并联微光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
图6是制作的双环串联微光纤环形结光学谐振腔示意图。
图7是制作的双环串联微光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
图中:1、聚合物微光纤,2、聚合物微光纤环形结,3、石英微光纤,4、 单模光纤,5、锥形光纤探针,6、微光纤环形结光学谐振腔,7、从单模光纤 拉制的微光纤。
具体实施方式
如图1所示,本发明的具体制备过程如下:
1]利用高温拉伸的方法,从单模光纤4拉制微光纤3,其直径在1-5μm。 在石英微光纤与某一端的锥形区连接处附近截断形成微光纤自由端。
2]利用聚合物熔融法拉制聚合物微光纤1,其直径在10-50μm范围,截 取一段长约15cm的聚合物微光纤。
3]对聚合物微光纤打结形成一个环形结2,其直径约为15mm。
4]把聚合物微光纤近环形结的一端与石英微光纤并排搭接在一起(二者间 强的范德瓦尔分子力和静电力能使其紧紧地贴在一起)。
5]用一根锥形光纤探针5轻轻地拨聚合物微光纤上的环形结,直至环形结 滚到石英微光纤上且聚合物微光纤完全脱离了结型区。
6]用一根锥形光纤探针轻轻地拨石英微光纤上的环形结,同时拉聚合物微 光纤以减小环形结的直径到需要的直径。
7]用锥形光纤探针轻轻地拨聚合物微光纤与石英微光纤的连接处,使得聚 合物微光纤与石英微光纤相分离。这样就制成了微光纤环形结光学谐振腔6。
8]将另一单模光纤拉制的微光纤7搭在微光纤的自由端上。
本发明还可以采用另一种制备方法,是制作石英微光纤和聚合物微光纤, 将石英微光纤的自由端搭接在聚合物微光纤上,使得两者在范德瓦尔分子力 和静电力的作用下紧贴在一起,用聚合物微光纤做牵引,徒手在石英微光纤 上打结形成一个环形结。利用锥形光纤探针调整环形结位置,同时慢慢地拉 聚合物微光纤以减小环形结的直径到需要的直径。
应用举例之一:
利用高温拉伸法,从普通单模光纤拉出直径约4μm的石英微光纤。利用 聚合物(PMMA)熔融法拉制直径约40μm的聚合物微光纤。截取一段约15cm 长的聚合物微光纤并制作一个直径约15mm的环形结。把环形结一端的聚合 物微光纤与石英微光纤并排贴在一起,利用一根锥形光纤探针把聚合物微光 纤上的环形结轻轻地拨到石英微光纤上。拉聚合物微光纤同时用锥形光纤探 针滚动环形结,制得直径约330μm的石英微光纤环形结光学谐振腔。附图1 是利用聚合物微光纤制作微光纤环形结光学谐振腔示意图,图中(1)、(2)、 (3)和(4)为制作步骤。图2是图1中微光纤环形结6的结型区域A的放 大图。图3是制作的单环微光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
应用举例之二:
类似应用举例之一的方法,先制作了一个直径约403μm的环形结光学谐 振腔,再在聚合物微光纤上制作一个直径约为15mm的环形结。利用一根锥 形光纤探针把聚合物微光纤上的环形结轻轻地拨到石英微光纤上。并把前面 制得的403μm直径的环形结包含在其内部。利用锥形光纤探针拨15mm直径 的环形结,同时拉聚合物微光纤减小环形结的直径到约607μm。制得了直径 分别为403μm和607μm的双环并联的微光纤环形结光学谐振腔。图4是所 制作的双环并联微光纤环形结光学谐振腔示意图。图5是制作的双环并联微 光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
应用举例之三:
类似应用举例之一的方法,先制作了一个直径约为706μm的环形结光学 谐振腔,再在聚合物微光纤上制作一个直径约为15mm的环形结。利用一根 锥形光纤探针把聚合物微光纤上的环形结轻轻地拨到石英微光纤上。拉聚合 物微光纤同时用锥形光纤探针滚动环形结,制得直径约为856μm的微光纤环 形结。这样便制得了直径分别为706μm和856μm的双环串联的微光纤环形 结光学谐振腔。图6是制作的双环串联微光纤环形结光学谐振腔示意图。图7 是制作的双环串联微光纤环形结光学谐振腔的透射光谱。
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