超平坦宽带单窗光纤耦合器的制作方法技术

本发明专利技术公开一种超平坦宽带单窗光纤耦合器的制作方法，主要系先利用光纤延伸长度与分光比间的特性关系，以预拉手段改变待耦合光纤的延伸长度以调整其传播常数，以定义出分光比的概点顶点，并设为停火点，接着将其与另一光纤进行烧结耦合，并即时监控其分光比及进行停火判断，当耦合中的光纤分光比到达该较高分光比值时即停止烧结，再利用机台机械特性产生的停止延迟，使光纤分光比由较高停止点向下降而到达预定分光比，由此不仅可达到预定的分光比，更可以有地提升其均匀性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其是一种可有效改善耦合均匀性，以达到超平坦宽带目的的单窗光纤耦合方法。
技术介绍
光纤耦合器，又称光纤分歧器，主要作用是将光讯号由一条光纤中分至多条光纤的元件，以进行光讯号的分波或结合。目前大多应用于通信、卫星电视、光纤到家、区域网路的建构等。以烧结式光纤耦合器的制作为例，系使用一热源使两条分别独立的光纤经由高温的烧熔而软化，并经由烧结机台的拉伸，使光讯号由其中一条光纤耦合至另一条光纤，以达到分光的需求。其优点则在于损耗低、高方向性及环境稳定性佳。有关光纤耦合器的基本特性，以波长1550、分光比为50/50者为例，大致系如下列操作波长 1550±40nm插入损失 ≤3.5dB均匀性 ≤0.6dB偏振相关损失 ≤0.1dB温度稳定性(-40-85℃) ±0.1dB操作及储存温度 -40-85℃返回损失 ≥55dB以上述光纤耦合器基本特性，相较Generic Require-ments for PassiveOptical Components所订定的规范(针对1×N Coupler而言)大致相符，但在均匀性(规范为≤0.6 log2(N))则仍有改善的空间。就单窗的宽带耦合器(WBC)为例，其操作波长虽为1550，但在实际进行烧结耦合时，仍将1310波长视为一个观察指标，以衡量其均匀性的优良。而目前光纤耦合器的制造方式，系其均匀性仍有改善空间的主要原因如上所述，光纤耦合器系由两条光纤以热源加温并予拉伸进行耦合，如图1所示为光纤拉伸长度与分光比的特性曲线图，图中实线曲线表示光纤在波长1550时，其拉伸长度与分光比的相对关系，虚线曲线则表示光纤在波长1310时，其拉伸长度与分光比的相对关系，由图中曲线可以看出，当拉伸长度约为3.3-3.4mm时，光纤工作波长在1550时其分光比为50％，光纤工作波长在1310时其分光比则仅约20％左右，由此可见，光纤在波长1550时耦合的速度较1310时快，换言之，光纤烧结耦合的过程中，在波长1550到达预定分光比时，在波长1310的分光比相对较低，因而造成其均匀性较不理想(其特性曲线如图2所示)。由上所述可知，现有光耦合器的均匀性仍有改善的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，该方法可有效提升均匀性。本专利技术的技术方案是一种，包括下列步骤(1)确认光纤耦合器的应用波长、分光比等规格；(2)改变光纤导波路的传播常数，以设定分光耦合的顶点，并将其高于预定的分光比；(3)将光纤与另一光纤进行烧结耦合；(4)即时监测光纤耦合过程中的分光比，并与设定的分光耦合顶点比较，据以决定是否停火；(5)到达停火点，停止烧结。上述方法于烧结停止后，利用机台因机械特性产生的停止延迟，使光纤分光比由设定的顶点向下降而到达预定分光比，在此状况下，高波长已到达分光比，而低波长因停止延迟而仍然向上提升，由此可有效提升均匀性。上述设定分光耦合顶点，系透过预拉光纤改变其传播常数。本专利技术的优点是1.均匀性显著提高在Generic Require-ments for Passive OpticalComponents订定的规范中，均匀性为重要的参数之一，已知的光纤耦合器在均匀性上虽可符合规范，但透过本专利技术制程改善，可显著提升其均匀性，当光纤耦合器运用在波长差异较大的光源时，不致对分光比造成明显的差异。2.兼具宽带效应由于本专利技术系于光纤烧结前先透过预拉方式改变光纤的传播常数，以设定分光耦合顶点，而透过此一步骤也可使制作的光纤耦合器出现一些宽带效应，也即可在光源波长改变时，缩小分光比的波动。附图说明下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述图1为光纤拉伸长度与分光比的特性曲线图；图2为现有单窗光纤耦合器的特性曲线图；图3为本专利技术的流程图；图4为本专利技术在不同波长时的特性比较图；图5为本专利技术的实际测试的特性曲线图。具体实施例方式实施例一种，包括下列步骤(1)确认光纤耦合器的应用波长、分光比等规格；(2)改变光纤导波路的传播常数，以设定分光耦合的顶点，并将其高于预定的分光比；(3)将光纤与另一光纤进行烧结耦合；(4)即时监测光纤耦合过程中的分光比，并与设定的分光耦合顶点比较，据以决定是否停火；(5)到达停火点，停止烧结。为了便于了解，以下仅配合特定规格(波长1550，分光比50/50)的单窗光纤耦合器进一步说明本专利技术的方法本实施例的光纤耦合器虽属单窗(波长1550)，但在进行烧结时，将配合另一波长(1310)的光源作即时监控，以检测其均匀性(平坦度)。而由上述流程可知，本专利技术首先确认所制作光纤耦合器的产品规格，根据上述应用实施例可知，其应用波长为1550，分光比为50/50。接着透过改变光纤的传播常数，设定一分光耦合的顶点，作为停火点，该顶点系高于预定的分光比，意即高于50，于本实施例中，系将该顶点为预定分光比50的1.05倍，也即52.5。当分光比不同时，上述顶点也须随之调整，例如分光比1/99时，顶点为预定分光比的1.15倍，分光比25/75时，顶点为预定分光比的1.1倍等等。而达成上述设定顶点的具体手段系透过一预拉手段，先将光纤拉伸一适当长度。在完成上述步骤之后，上述光纤即在特定的控制参数下(如火炬头、拉伸速度、气体流量及先前预拉的长度等)与另一条光纤进行烧结。在烧结耦合的过程中，即时监测耦合中光纤的分光比，并与上述设定的顶点比较。当监测的分光比到达52.5时，随即停火烧结，如图4所示，上述停火点的分光比52.5为高于预定制作的50，但因机台停火后会产生停止延迟，故将会持续耦合一小段时间(约0.2秒)，但因分光比已达顶点，故将会向下骤降，在停止延迟消失时，分光比适可接近于预定值。如上所述，在烧结耦合过程中，也同时监控另一波长的分光比变化，由于本专利技术将停火点设定为高于预定分光比，故停火时，1550波长与1310波长的分光比均高于预定值，但1310波长耦合速度较慢，故仍未到达预定分光比，但因停火后的停止延迟，使310波长仍在向上提升(如图4所示)，故可使550波长与1310波长之间可以取得一极佳的均匀性(如图5所示的特性曲线)。权利要求1.一种，包括下列步骤(1)确认光纤耦合器的应用波长、分光比等规格；(2)设定分光耦合的顶点，并将其高于预定的分光比；(3)将光纤与另一光纤进行烧结耦合；(4)即时监测光纤耦合过程中的分光比，并与设定的分光耦合顶点比较，以决定是否停火；(5)到达停火点，停止烧结，并产生停止延迟。2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述设定分光耦合顶点，系透过预拉光纤改变其传播常数达成。3.根据权利要求1所述的，其特征在于所述分光耦合顶点系依不同的预定分光比而有所不同。全文摘要本专利技术公开一种，主要系先利用光纤延伸长度与分光比间的特性关系，以预拉手段改变待耦合光纤的延伸长度以调整其传播常数，以定义出分光比的概点顶点，并设为停火点，接着将其与另一光纤进行烧结耦合，并即时监控其分光比及进行停火判断，当耦合中的光纤分光比到达该较高分光比值时即停止烧结，再利用机台机械特性产生的停止延迟，使光纤分光比由较高停止点向下降而到达预定分光比，由此不仅可达到预定的分光比，更可以有地提升其均匀性。文档编号G02B6/26GK1441269SQ0311289公开日2003年9月本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超平坦宽带单窗光纤耦合器的制作方法，包括下列步骤：（１）确认光纤耦合器的应用波长、分光比等规格；（２）设定分光耦合的顶点，并将其高于预定的分光比；（３）将光纤与另一光纤进行烧结耦合；（４）即时监测光纤耦合过程中的分光比， 并与设定的分光耦合顶点比较，以决定是否停火；（５）到达停火点，停止烧结，并产生停止延迟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张连科，
申请(专利权)人：苏州万旭电子元件有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]