一种新型全光纤隔离器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种新型全光纤隔离器的制备方法，包括以下环节：剥除输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；把腐蚀后的输入光纤置于玻璃管内，制成光纤组束；对光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后的光纤组束与大芯径光纤进行熔接；对大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后大芯径光纤与输出光纤的一端进行熔接；对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，露出输入光纤、输出光纤尾纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端。本发明专利技术提供的光隔离器具有制作简单、成本低、体积小等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型全光纤隔离器及其制备方法
本专利技术涉及一种光隔离器，更具体地，涉及一种新型全光纤隔离器及其制备方法。
技术介绍
激光在光纤中传输时，很多端面(如熔接端面、光纤输出端面)存在不同程度反射光沿着光纤反向传输的现象，导致激光器工作不稳定、光纤传输性能劣化、放大级增益减小等问题。光隔离器是一种只允许激光单向传输的无源器件，用于抑制反向光对光路系统及光源产生的不良影响。目前最常用的光隔离器均是基于磁光晶体的法拉第效应，体积大、成本高。因此，随着激光技术的发展，功率高、体积小、成本低、隔离度高的新型光隔离器成为当前研究的热点。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种新型全光纤隔离器及其制备方法，把小芯径单模光纤和大芯径多模光纤进行拉锥熔接，实现激光的反向隔离，再采用级联的方式提高全光纤隔离器的隔离度。与传统晶体型隔离器相比，具有结构简单、成本低、体积小等优点。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种新型全光纤隔离器的制备方法，包括以下步骤：S1:剥除输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；S2:把腐蚀后的输入光纤置于玻璃管内，制成光纤组束；S3:对所述光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；S4:把切平后的光纤组束与大芯径光纤进行熔接；S5:对所述大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；S6:把切平后大芯径光纤与输出光纤的一端进行熔接；S7:对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，把露出的输入光纤、输出光纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端，完成全光纤隔离器的制作。作为进一步优选地，所述输入光纤可以是单模光纤，也可以是芯径较小的多模光纤。作为进一步优选地，所述玻璃管可以是单层玻璃管或多层玻璃管嵌套结构。在嵌套空隙内填充不同折射率(由内至外，玻璃管的折射率逐渐增大，即n1<n2<n3<n4<…)的紫外固化胶，使反向光在玻璃管处迅速发散，可有效增大反向隔离度。且多层玻璃管某种程度上增加了光纤组束的直径，与单层玻璃管光纤组束相比，拉锥至相同水平时，输入光纤需要拉锥的更细，也可有效增大反向隔离度。作为进一步优选地，所述封装外壳可采用玻璃管或金属长方体型外壳。作为进一步优选地，所述光隔离器为全光纤结构，根据输入光纤、输出光纤的个数，可分为N×1型或(N+1)×1型，如3×1型、7×1型、(2+1)×1型、(6+1)×1型、(18+1)×1型等。作为进一步优选地，所述光隔离器可采用级联的方式增大其反向隔离度。为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种新型全光纤隔离器:包括输入光纤、玻璃管、大芯径光纤、输出光纤及封装外壳，剥除所述输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；把腐蚀后的输入光纤置于所述玻璃管内，制成光纤组束；对所述光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后的光纤组束与所述大芯径光纤进行熔接；对所述大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后大芯径光纤与所述输出光纤的一端进行熔接；对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，把露出的输入光纤、输出光纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端，完成全光纤隔离器的制作。作为进一步优选地，所述全光纤隔离器可升级成为含反向光隔离、泵浦合束、包层光剥除的“三合一”多功能器件。具体结构为：在级联形式的全光纤光隔离器的基础上，在最后一级处进行泵浦合束，对大芯径光纤，剥除其涂覆层与外包层，通过氢氟酸腐蚀其内包层。该结构具有较高的反向隔离度，可有效导出残余泵浦光、从熔接点处泄露到包层的信号光及包层中传输的高阶模，还具备合束功能。此“三合一”多功能器件可成功实现全光纤结构，具有功能多、体积小、成本低等优势。总体而言，本专利技术主要具备以下优点：结构简单、成本低、体积小等。附图说明图1为本专利技术提供的新型全光纤隔离器的制备方法的步骤图。图2为本专利技术中全光纤隔离器的实现方式之一的构成示意图。图3为本专利技术中全光纤隔离器的实现方式之二的构成示意图。图4为本专利技术中全光纤隔离器的实现方式之三的构成示意图。图5为本专利技术中全光纤光隔离器的性能参数测试光路示意图。图6为本专利技术中含反向光隔离、泵浦合束、包层光剥除的“三合一”多功能器件的构成示意图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术提供的新型全光纤隔离器的制备方法，包括以下环节：剥除输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；把腐蚀后的输入光纤置于玻璃管内，制成光纤组束；对光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后的光纤组束与大芯径光纤进行熔接；对大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；把切平后大芯径光纤与输出光纤的一端进行熔接；对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，留出输入输出端尾纤，完成全光纤隔离器的制作。把露出的输入光纤、输出光纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端。如图2所示，作为本专利技术中全光纤隔离器的第一种实现方式，把多根小芯径输入光纤1、2的涂覆层去掉，腐蚀包层后置于单层玻璃管3内，制成光纤组束；通过光纤拉锥机对光纤组束进行拉锥；利用大芯径光纤切割刀把拉锥后的光纤组束端面切平；与大芯径光纤5进行熔接操作，并对此光纤进行拉锥并端面切平，再与输出光纤6进行熔接操作。对拉锥熔接后的光纤组束增加外壳7，进行封装。如图3所示，作为本专利技术中全光纤隔离器的第二种实现方式，采用多层玻璃管嵌套结构。输入光纤腐蚀包层后置于四层玻璃管嵌套结构8内，进行光纤组束。这四层玻璃管材质相同，内径不同，形成嵌套结构。并在嵌套空隙内填充不同折射率(n1<n2<n3<n4)的紫外固化胶，使反向光在玻璃管处迅速发散，可有效增大反向隔离度。且多层玻璃管某种程度上增加了光纤组束的直径，与单层玻璃管光纤组束相比，拉锥至相同水平时，输入光纤需要拉锥的更细，也可有效增大反向隔离度。如图4所示，作为本专利技术中全光纤隔离器的第三种实现方式，采用单层玻璃管进行光纤组束，并采用3级级联的方式增大光隔离器的反向隔离度。如图5所示，作为本专利技术中全光纤光隔离器的性能参数测试光路示意图。激光器与全光纤隔离器的输入端熔接，功率探测器与全光纤隔离器的输出端熔接。对全光纤隔离器分别进行正向测试、反向测试，测得的光功率用于计算全光纤光隔离器的插损与隔离度。表1为本专利技术中不同全光纤光隔离器的性能参数测试结果。其中，激光器采用能发射中心波长1030nm、重复频率5MHz、脉宽6ps、功率12.45mW的脉冲的激光光源；全光纤隔离器分别采用单层、2层、3层玻璃管进行输入光纤组束时，测其对应的插损与隔离度；全光纤隔离器采用单层玻璃管进行输入光纤组束，且进行2级级联、3级级联时，测其对应的插损与隔离度。从表中数据明显看出，采用多层玻璃管进行输入光纤组束，可一定程度上增大隔离度；采用级联方式的全光纤隔离器，其隔离度几乎呈倍数增加，但牺牲了一定的插损。表1为本专利技术中不同全光纤光隔离器的性能参数测试结果。表1如图6所示，作为本专利技术中含反向光隔离、泵浦合束、包层光剥除的“三合一”多功能器件。具体结构为：在级联形式的全光纤光隔离器的基础上，在最后一级处进行泵浦合束，对大芯径光纤6，剥除其涂覆层与外包层，通过氢氟酸腐蚀其内包层。该结构具有较高的反向隔离度，可有效导出残余泵浦光、从熔接点处泄露到包层的信号光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:剥除输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；S2:把腐蚀后的输入光纤置于玻璃管内，制成光纤组束；S3:对所述光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；S4:把切平后的光纤组束与大芯径光纤进行熔接；S5:对所述大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；S6:把切平后大芯径光纤与输出光纤的一端进行熔接；S7:对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，把露出的输入光纤、输出光纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端，完成全光纤隔离器的制作。

【技术特征摘要】
1.一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:剥除输入光纤的涂覆层，并对其包层进行腐蚀；S2:把腐蚀后的输入光纤置于玻璃管内，制成光纤组束；S3:对所述光纤组束的尾端进行拉锥，并端面切平；S4:把切平后的光纤组束与大芯径光纤进行熔接；S5:对所述大芯径光纤的尾端进行拉锥，并端面切平；S6:把切平后大芯径光纤与输出光纤的一端进行熔接；S7:对拉锥熔接后的光纤组束进行封装，把露出的输入光纤、输出光纤作为全光纤隔离器的输入端和输出端，完成全光纤隔离器的制作。2.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，所述输入光纤是单模光纤，或芯径较小的多模光纤。3.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，所述玻璃管3是单层玻璃管或多层玻璃管嵌套结构；若采用多层玻璃管嵌套结构，则在嵌套空隙内填充不同折射率的紫外固化胶。4.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，所述封装外壳8可采用玻璃管或金属长方体型外壳。5.根据权利要求1所述的一种新型全光纤隔离器的制备方法，其特征在于，所述光隔离器为全光纤结构，根据输入光纤、输...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰根书，
申请(专利权)人：武汉聚合光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42