基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，包括：波导芯片，用于与波导芯片的输入端进行耦合的光纤跳线一，用于与波导芯片的输出端进行耦合的光纤跳线二；光纤跳线一和光纤跳线二分别与波导芯片通过玻璃套管连接，光纤跳线的纤芯嵌于玻璃套管的中心，在所述波导芯片输入和输出端靠近玻璃套管位置处的正上方分别粘接用于加固波导芯片的铌酸锂晶片一，在玻璃套管与铌酸锂晶片一的上表面粘接用于进一步加固玻璃套管与波导芯片连接的铌酸锂晶片二。本实用新型专利技术可以在大幅度提高耦合效率，减少耦合损耗的同时，将周期极化铌酸锂波导封装成紧凑型全光纤器件，利于该波导器件的产品化，便于波导产品在使用环境中的快速接入。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，包括：波导芯片，用于与波导芯片的输入端进行耦合的光纤跳线一，用于与波导芯片的输出端进行耦合的光纤跳线二；光纤跳线一和光纤跳线二分别与波导芯片通过玻璃套管连接，光纤跳线的纤芯嵌于玻璃套管的中心，在所述波导芯片输入和输出端靠近玻璃套管位置处的正上方分别粘接用于加固波导芯片的铌酸锂晶片一，在玻璃套管与铌酸锂晶片一的上表面粘接用于进一步加固玻璃套管与波导芯片连接的铌酸锂晶片二。本技术可以在大幅度提高耦合效率，减少耦合损耗的同时，将周期极化铌酸锂波导封装成紧凑型全光纤器件，利于该波导器件的产品化，便于波导产品在使用环境中的快速接入。【专利说明】基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件
本技术涉及光波导器件领域，尤其是一种基于双端光纤耦合的逆向质子交换周期极化银酸锂(Per1dically Poled Lithium N1bate, PPLN)波导器件。
技术介绍
基于逆向质子交换的PPLN波导因其折射率变化适中、光斑模式可控以及易于实现长芯片的制成优势，造就其传输及耦合损耗低、转化效率高的性能特点。该类型PPLN波导可以为量子通信网络提供核心频率转换器件，如高探测效率低噪声近红外单光子探测器、星-地自由空间量子通信频率转换接口、高重复频率通信波段纠缠光源等。除此之外，PPLN波导可以为激光显示提供高品质灵巧型RGB光源，为全光光纤通信提供如光开关、光交换、光逻辑器件等诸多核心器件。由于PPLN波导芯片在经典和量子通信领域具有广泛的应用前景，将其产品化具有十分重要的意义。 目前，基于逆向质子交换的PPLN波导基本上用于科学研究领域。在应用平台上，波导输入端采用自由空间-波导耦合方式，输出端通过透镜准直的方式将输出光处理成目标光束。这种输入-输出方式需在光学实验平台上搭建输入和输出端光路，造成PPLN波导器件的使用架构体积大、器件多、成本高，而且光路调节较为困难，不利于其模块化、产品化。PPLN波导芯片需要在高效率的光纤耦合技术的配合下才能实现模块化，便于快速接入及系统维护。 传统的波导器件多采用自由空间-波导芯片-自由空间连接方式，具有以下缺占- ^ \\\. 1.采用该连接方式，经过了波导芯片前端和后端光束调制，需要配套相关的自由空间光路调节设备，体积大、器件多、成本高。 2.采用该连接方式，波导芯片的前端和后端光路调节较为复杂，对使用者进行相关技术培训费时费力。 3.采用该连接方式，光路装置易受到外界环境影响，不利于系统维护。
技术实现思路
本技术的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，该波导器件用单模或保偏光纤与波导芯片入射端面、单模或多模光纤与波导芯片出射端面通过紫外胶固化的方式粘接，从而实现高效耦合的紧凑型全光纤PPLN波导器件，解决了周期极化铌酸锂波导信号输入输出问题，避免了传统的自由空间-波导芯片-自由空间连接方式的诸多劣势，便于波导产品在使用环境中的快速接入。 为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案: 一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，包括:波导芯片，用于与波导芯片的输入端进行耦合的光纤跳线一，用于与波导芯片的输出端进行耦合的光纤跳线二； 所述光纤跳线一和光纤跳线二分别与波导芯片通过玻璃套管连接，光纤跳线的纤芯嵌于玻璃套管的中心，在所述波导芯片输入和输出端靠近玻璃套管位置处的正上方分别粘接用于加固波导芯片的铌酸锂晶片一，在玻璃套管与铌酸锂晶片一的上表面粘接用于进一步加固玻璃套管与波导芯片连接的铌酸锂晶片二； 所述光纤跳线一和光纤跳线二远离波导芯片的一端分别设置光纤输入和输出接□。 所述光纤跳线一为单模或保偏光纤跳线。 所述光纤跳线二为单模或多模光纤跳线。 所述玻璃套管为长方形或圆柱形，玻璃套管端面经0°角抛光并镀有减反膜。 所述铌酸锂晶片一与波导芯片的连接用紫外胶进行固定。 所述铌酸锂晶片二与玻璃套管和铌酸锂晶片一的连接用紫外胶进行固定。 本技术的有益效果是: 1、本技术采用单模(保偏)光纤-波导芯片-单模(多模)连接方式，用户不需要搭建波导芯片前端和后端光路，而是直接将波导作为全光纤器件接入使用环境中；不要求用户具备相关的光路调节技术，利于PPLN波导的推广和大范围使用；便于波导产品更换使用平台，而且作为全光纤器件，技术参数稳定，系统维护简单便捷。 2、双端光纤耦合的方式可以将PPLN波导芯片封装成全光纤器件，利于波导芯片的模块化，便于波导器件与使用环境的快速连接，为PPLN波导的实用化奠定基础。 3、采用两片铌酸锂晶片，保证了玻璃套管与波导芯片间连接的牢固。在波导芯片输入和输出端的正上方粘接铌酸锂晶片一，增大了玻璃套管与波导芯片端面的接触面积；在玻璃套管与铌酸锂晶片一的上表面粘接铌酸锂晶片二，进一步加固了玻璃套管与波导芯片间的连接。 4、对于波导芯片出射端来说，如果对于输出模式没有要求，采用多模光纤耦合可以大幅度提闻I禹合效率，减少I禹合损耗。 5、本技术提出用单模或保偏光纤与波导芯片入射端面、单模或多模光纤与波导芯片出射端面通过紫外胶固化的方式粘接。由于基于逆向质子交换的PPLN波导是偏振敏感型器件，使用保偏光纤可以减少入射端的偏振调节。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术基于双端光纤耦合的PPLN波导器件侧视图； 图2为本技术基于双端光纤耦合的PPLN波导器件俯视图； 图3为粘接铌酸锂晶片一后PPLN波导芯片俯视图； 图4为粘接银酸裡晶片一后PPLN波导芯片侧视图。 其中，1、波导芯片，2、铌酸锂晶片一，3、紫外胶，4、铌酸锂晶片二，5、玻璃套管，6、光纤跳线一，7、光纤输入端接口，8、光纤跳线二, 9、光纤输出端接口。 【具体实施方式】 下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明: 如图1-2所示，一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，包括:波导芯片1，用于与波导芯片I的输入端进行耦合的光纤跳线一 6，光纤跳线一 6为单模或保偏光纤，用于与波导芯片的输出端进行耦合的光纤跳线二 8，光纤跳线二 8为单模或多模光纤。 光纤跳线一 6和光纤跳线二 8分别与波导芯片I通过玻璃套管5连接，光纤跳线的纤芯嵌于玻璃套管5的中心，在波导芯片I输入和输出端靠近玻璃套管5位置处的正上方分别用紫外胶3粘接用于加固波导芯片I的铌酸锂晶片一 2。粘接铌酸锂晶片一 2用于增大玻璃套管5与波导芯片I端面的接触面积。为了保证铌酸锂晶片一 2与波导芯片I端面充分对齐，粘接后需要对端面进行抛光。铌酸锂晶片一 2的粘接示意图如图3-4所示。 在玻璃套管5与铌酸锂晶片一 2的上表面粘接用于进一步加固玻璃套管5与波导芯片I连接的铌酸锂晶片二 4。 所述光纤跳线一 6和光纤跳线二 8远离波导芯片I的一端分别设置光纤输入端接口 7和光纤输出端接口 9。接口的类型由系统决定。 玻璃套管5端面做0°角抛光后镀减反膜，减反膜参数根据通光波长以及经固化后紫外胶3的折射率确定。 具体实现方法如下: I)设计波导芯片I输入端单模或保偏光纤6输入输出接口结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于双端光纤耦合的周期极化铌酸锂波导器件，其特征是，包括：波导芯片，用于与波导芯片的输入端进行耦合的光纤跳线一，用于与波导芯片的输出端进行耦合的光纤跳线二；所述光纤跳线一和光纤跳线二分别与波导芯片通过玻璃套管连接，光纤跳线的纤芯嵌于玻璃套管的中心，在所述波导芯片输入和输出端靠近玻璃套管位置处的正上方分别粘接用于加固波导芯片的铌酸锂晶片一，在玻璃套管与铌酸锂晶片一的上表面粘接用于进一步加固玻璃套管与波导芯片连接的铌酸锂晶片二；所述光纤跳线一和光纤跳线二远离波导芯片的一端分别设置光纤输入和输出接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑名扬，谢秀平，张海亭，申屠国樑，代云启，赵勇，张强，
申请(专利权)人：山东量子科学技术研究院有限公司，张强，
类型：新型
国别省市：山东;37