一种高可靠性光纤滤波器的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高可靠性光纤滤波器的制备方法，包括步骤：(1)将滤波片粘接在第一石英管上做成滤波片组件；(2)其中一个光纤准直器套上滤波片组件，调节好准直器端面与滤波片的距离，粘接固定形成第一滤波光路；(3)将另一只光纤准直器端面套上第一石英管，调节好准直器端面与石英管端面的距离后用胶粘接形成第二滤波光路；(4)将两只准直器固定在五维调节架上，用第二石英管套在两只准直器端面处起到连接固定作用；(5)确定光纤滤波器的常温损耗是否满足要求；(6)涂覆紫外胶并曝光制成光纤滤波器半成品组件；(7)将半成品组件进行热烘处理；(8)将半成品组件套入不锈钢管中，不锈钢管空隙与两端用硅橡胶进行封堵。

Method for preparing high reliability optical fiber filter

The invention relates to a high reliability fiber filter preparation method comprises the following steps: (1) the filtering sheet is bonded on the first quartz tube made of filter components; (2) one set of filter components on fiber collimator, adjust collimator face and filter distance, forming a first optical filter is fixed road; (3) another end on the first set of fiber collimator quartz tube, quartz tube and adjust collimator end face distance are glued to form second optical filter; (4) the two fixed collimator in five dimensional adjusting frame, with second quartz tube to connect two end fixed in the collimator; (5) to determine whether the normal loss fiber filter to meet the requirements; (6) coating UV glue and exposure made of fiber filter semi-finished products; (7) the semi-finished products for heating treatment; (8) the half The stainless steel pipe is inserted into the stainless steel tube, and the two ends of the stainless steel pipe are sealed with silicone rubber.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光电子器件领域，具体涉及一种高可靠性光纤滤波器的制备方法。
技术介绍
掺铒光纤光源作为光纤陀螺的关键部件之一，为陀螺提供产生Sagnac效应所需的光信号。特别地，对于高精度光纤陀螺的光源必须保持非常稳定的平均波长以确保陀螺工作过程中标度因数的稳定。而目前使用的马鞍型掺铒光源，在经过50Krad(Si)总剂量辐照后波长发生漂移，并且在全温条件下平均波长稳定性变差，无法满足高精度光纤陀螺的使用需求。通过光纤滤波器对掺铒光纤光源输出光谱进行整形，使光谱变为类高斯型，可减小温度和辐照等典型物理场下铒离子发射截面变化对输出光谱产生的影响，从而提高掺铒光源的平均波长稳定性，为高精度光纤陀螺提供保障。掺铒光纤光源输出光经过整形后其谱宽、输出功率等指标都会发生较大的变化，因此整形元件光纤滤波器与掺铒光源谱型的匹配情况，元器件的关键技术指标优劣情况，器件总体可靠性情况均对掺铒光源甚至光纤陀螺的使用起着至关重要的作用，因此高可靠地光纤滤波器制备具有重要意义。目前的产品多采用双石英管封装，两石英管接触点粘胶曝光。第一点：此种封装方案会导致一对光纤准直器工作距离不好控制，常温插损指标较差；第二点：由于第一、第二滤波光路用紫外胶固定，因此可靠性较低；第三点：两管封装耦合过程较为复杂，生产效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种高可靠性光纤滤波器的制备方法，该方法通过光纤滤波器可以对光纤陀螺中掺铒光源光谱进行选择性滤波并保持光谱形状的稳定性，实现了对掺铒光纤光源输出光谱进行整形，以满足高精度光纤陀螺的使用。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种高可靠性光纤滤波器的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)、将滤波片预粘接在第一石英管的端面上并进行预曝光，确保滤波片的带通面向上；步骤(2)、在滤波片与第一石英管接触的边界线上涂覆胶，并确保滤波片中心孔处无胶后进行曝光，得到滤波片组件；步骤(3)、将一对光纤准直器固定在五维调节架的两端，其中一个光纤准直器尾纤与光源相连，另一个光纤准直器尾纤与功率计相连；找到所述一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求1，则进入步骤(4)；步骤(4)、将滤波片组件套在其中一个光纤准直器上，控制光纤准直器端面与滤波片端面的距离，旋转滤波片组件，同时调节五维调节架，找到一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求2，则在第一石英管的端面涂覆胶并曝光制成第一滤波光路，进入步骤(5)；步骤(5)、将另一根第一石英管套在另一个光纤准直器上，调节五维调节架使损耗值与步骤中一对光纤准直器的评估损耗值相同，控制光纤准直器端面与第一石英管端面的距离，并在第一石英管的端面上涂覆胶曝光制成第二滤波光路，并进入步骤(6)；步骤(6)、将第二石英管套在第一滤波光路与第二滤波光路的结合处，找到所述第一滤波光路与第二滤波光路的最佳耦合点并评估所述两个滤波光路的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求3时，进入步骤(7)；步骤(7)、将第二石英管与第一滤波光路、第二滤波光路的结合处涂覆胶后曝光，之后进行热烘，得到光纤滤波器样件。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述第一石英管的长度为2.4～3.2mm，内径为1.03～1.1mm，外径为1.75～1.9mm，所述第二石英管的长度为4.5-5.5mm，内径为1.83～2mm，外径为2.3～2.6mm。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，采用的涂覆胶为紫外胶；所述步骤(1)中预粘接采用紫外胶。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(1)中预曝光时间为5-20s。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(1)中首先将第一石英管垂直放在载玻片上固定，用光纤在第一石英管的端面点紫外胶，将横截面为正方形的滤波片的一角沿第一石英管端面远离紫外胶处，平推至紫外胶处并确保滤波片的带通面向上，进行预曝光。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(2)、步骤(4)、步骤(5)、步骤(7)中的曝光时间均为2-6min。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(4)中，控制光纤准直器端面与滤波片端面的距离为0.3-0.8mm；所述步骤(5)中控制光纤准直器端面与第一石英管端面的距离为0.4-0.8mm。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(3)中设定损耗要求1为0.20dB，所述步骤(4)中设定损耗要求2为0.26dB。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(6)中设定损耗要求3为0.30dB。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述步骤(8)中的热烘温度为45℃-85℃，并贮存时间为24h-48h。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，将不锈钢管套在步骤(7)得到的光纤滤波器样件上进行封装，之后将不锈钢管与光纤滤波器样件之间的空隙以及不锈钢管两端用硅橡胶进行封堵，得到光纤滤波器成品。在上述高可靠光纤滤波器制备方法中，所述不锈钢管的长度为12-16mm。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)、本专利技术提出的光纤滤波器的制备方法，制备工艺简单、工艺过程容易控制，生产效率高，成本低，产品性能良好。器件总结结构尺寸较小，满足光电子器件小型化的发展需求。(2)、本专利技术采用一根石英管对第一滤波光路与第二滤波光路的结合处进行套装，并通过大量试验得到第一石英管与第二石英管之间长度最佳配比关系，第一石英管外径与第二石英管内径差值的最佳配比关系，相比传统方法采用两根管套装，使得应力对全温损耗波动影响小，全温性能稳定，指标优良；制备得到的光纤滤波器可靠性高。(3)、本专利技术通过控制准直器端面与滤波片端面的距离，并采用360°旋转滤波片组件配合五维调节架耦合，使得器件常温损耗指标达到最优，产品合格率大幅度提升；工艺过程简单易操作，生产效率较高。(4)、本专利技术通过控制滤波片的粘胶工艺，确保了光路整体无胶化，器件回波损耗指标合格率达100％。(5)、本专利技术通过旋转粘胶的工艺方法，使得第一滤波光路、第二滤波光路以及与第二石英管的点胶处粘胶均匀、胶量可控，满足结构强度与性能稳定性的要求。附图说明图1为本专利技术滤波片组件侧面的示意图；图2为本专利技术滤波片组件截面的示意图；图3为本专利技术第一滤波光路的示意图；图4为本专利技术第二滤波光路的示意图；图5为本专利技术光纤滤波器样件的示意图；图6为本专利技术光纤滤波器成品的示意图；图7为本专利技术光纤滤波器制备的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的描述：如图7所示为本专利技术光纤滤波器制备的流程图，本专利技术光纤滤波器的制备方法具体包括如下步骤：步骤(1)、用划片机将石英管截断成要求尺寸，得到两根第一石英管2-1、2-2，第二石英管7，其中第一石英管2-1，2-2的长度为2.4-3.2mm；内径为1.03-1.1mm，外径为1.75-1.9mm。第二石英管7的长度为4.5-5.5mm，内径为1.83-2mm，外径为2.3-2.6mm。本实施例中第一石英管2-1，2-2的长度为2.8mm，内径为1.05mm，外径为1.8mm。第二石英管7的长度为5mm，内径为1.9mm，外径为2.4mm。步骤(2)、将第一石英管2-1垂直放在载玻片上固定，用光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高可靠性光纤滤波器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、将滤波片(1)预粘接在第一石英管(2‑1)的端面上并进行预曝光，确保滤波片(1)的带通面向上；步骤(2)、在滤波片(1)与第一石英管(2‑1)接触的边界线上涂覆胶(5)，并确保滤波片(1)中心孔处无胶后进行曝光，得到滤波片组件；步骤(3)、将一对光纤准直器固定在五维调节架的两端，其中一个光纤准直器(3)尾纤与光源相连，另一个光纤准直器(4)尾纤与功率计相连；找到所述一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器(3)的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求1，则进入步骤(4)；步骤(4)、将滤波片组件套在其中一个光纤准直器(3)上，控制光纤准直器(3)端面与滤波片(1)端面的距离，旋转滤波片组件，同时调节五维调节架，找到一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求2，则在第一石英管(2‑1)的端面涂覆胶并曝光制成第一滤波光路，进入步骤(5)；步骤(5)、将另一根第一石英管(2‑2)套在另一个光纤准直器(4)上，调节五维调节架使损耗值与步骤(4)中一对光纤准直器的评估损耗值相同，控制光纤准直器(4)端面与第一石英管(2‑2)端面的距离，并在第一石英管(2‑2)的端面上涂覆胶(9)曝光制成第二滤波光路，并进入步骤(6)；步骤(6)、将第二石英管(7)套在第一滤波光路与第二滤波光路的结合处，找到所述第一滤波光路与第二滤波光路的最佳耦合点并评估所述两个滤波光路的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求3时，进入步骤(7)；步骤(7)、将第二石英管(7)与第一滤波光路、第二滤波光路的结合处涂覆胶后曝光，之后进行热烘，得到光纤滤波器样件。...

【技术特征摘要】
1.一种高可靠性光纤滤波器的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(1)、将滤波片(1)预粘接在第一石英管(2-1)的端面上并进行预曝光，确保滤波片(1)的带通面向上；步骤(2)、在滤波片(1)与第一石英管(2-1)接触的边界线上涂覆胶(5)，并确保滤波片(1)中心孔处无胶后进行曝光，得到滤波片组件；步骤(3)、将一对光纤准直器固定在五维调节架的两端，其中一个光纤准直器(3)尾纤与光源相连，另一个光纤准直器(4)尾纤与功率计相连；找到所述一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器(3)的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求1，则进入步骤(4)；步骤(4)、将滤波片组件套在其中一个光纤准直器(3)上，控制光纤准直器(3)端面与滤波片(1)端面的距离，旋转滤波片组件，同时调节五维调节架，找到一对光纤准直器的最佳耦合点并评估所述一对光纤准直器的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求2，则在第一石英管(2-1)的端面涂覆胶并曝光制成第一滤波光路，进入步骤(5)；步骤(5)、将另一根第一石英管(2-2)套在另一个光纤准直器(4)上，调节五维调节架使损耗值与步骤(4)中一对光纤准直器的评估损耗值相同，控制光纤准直器(4)端面与第一石英管(2-2)端面的距离，并在第一石英管(2-2)的端面上涂覆胶(9)曝光制成第二滤波光路，并进入步骤(6)；步骤(6)、将第二石英管(7)套在第一滤波光路与第二滤波光路的结合处，找到所述第一滤波光路与第二滤波光路的最佳耦合点并评估所述两个滤波光路的损耗，若损耗小于或等于设定损耗要求3时，进入步骤(7)；步骤(7)、将第二石英管(7)与第一滤波光路、第二滤波光路的结合处涂覆胶后曝光，之后进行热烘，得到光纤滤波器样件。2.根据权利要求1所述的一种高可靠光纤滤波器制备方法，其特征在于：所述第一石英管(2-1，2-2)的长度为2.4～3.2mm，内径为1.03～1.1mm，外径为1.75～1.9mm，所述第二石英管(7)的长度为4.5-5.5mm，内径为1.83～2mm，外径为2.3～2.6mm。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁智超，夏君磊，黄韬，郑国康，周建伟，李广平，刘瑞丹，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11