一种制造光纤耦合器的方法，其特征在于包括以下步骤： 提供玻璃管子，它包括第一和第二端面、中间区域和分别从所述中间区域延伸到第一和第二端面的第一和第二相对端部区域以及在所述管子内部延伸的纵向内孔，所述内孔包括第一部分和从第一部分延伸的凹口，所述凹口能够在靠近布局下容纳两根或更多的位涂层光纤； 从至少一根光纤剥离保护涂层从而使所述至少一根光纤由连接第一和第二涂层部分的无涂层部分构成； 从另一根光纤的一部分剥离保护涂层从而使所述至少一根光纤由无涂层和涂层部分构成； 将所述光纤插入所述内孔从而使无涂层部分位于凹口内部，插入所述光纤的步骤包括将所述至少一根光纤的涂层端部插入所述内孔的第一部分，使所述至少一根光纤穿过所述内孔直到无涂层部分延伸穿过所述内孔的所述第一部分，以及将所述至少一根光纤的无涂层部分从所述内孔的第一部分转移到所述凹口内； 此后，将填充光纤插入所述内孔的所述第一部分； 加热所述管子以将所述管子中间区域缩塌到所述光纤上；以及 拉长至少一部分所述中间区域从而使所述中间区域所述部分的直径小于所述管子所述端部区域的直径。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及多余损耗低的包层光纤耦合器。
技术介绍
包层光纤耦合器包括一伸长的格状玻璃体，其间有光波导光纤纵向延伸通过。耦合器中央区域的直径小于其端部直径，从而使光纤排列得更紧密并且在中央区域内的直径小于单元端部的直径。包层耦合器的成形方式通常是，将每根光纤至少一部分插入玻璃管内孔从而使光纤部分占据管子的中间区域。管子内孔在其每一端部设有漏斗以便光纤插入。最后的耦合器预制品经过抽真空，其中间部分被加热缩塌到光纤上。中间部分的中心区域被拉伸至光纤耦合所需的直径和耦合长度。通常在管子内孔端部涂敷诸如UV凝固环氧树脂之类的密封剂以固定耦合的光纤。利用这种工艺可以制造各种耦合特性的耦合器，例如分波长多路复用器(WDM)、消色差耦合器等。例如参见美国专利No.4931076、4979972、5009692和5011251。当管子玻璃缩塌到光纤周围时，光纤受到弯曲力的作用。光纤的这种弯曲和耦合器预制品拉伸前光纤几何结构的重复性明显影响着包层耦合器工艺再现性和多余的损耗。根据光纤在内孔中的不同位置和诸如扭曲、张力等因素的差异，在管子缩塌步骤期间耦合器成品的差别和多余损耗很大。对于某些类型的耦合器来说，例如1×N耦合器(这里N≥2)，光纤在管子缩塌期间扭曲的问题可以通过采用小口径管子内孔解决。参见美国专利4979972。耦合器由标准的单模光纤构成，外径为125微米，涂层直径为250微米。涂层从第一光纤中心部分剥离到端部，从而留下两个涂层端部。涂层还从第二光纤端部剥离。管子内孔径尽可能地小，从而使管壁在全部缩塌到光纤上之前向内运动最小。内孔尺寸比涂层直径足够大，例如为270微米，从而第一光纤的一个涂层端部从内孔中抽出而涂层材料不会与内孔表面摩擦。第二光纤被剥离的端部可以在第一光纤剥离部分固定在管子中间部分中心的同时或者之后插入内孔。在任一情况下，两根光纤的剥离部分都可以定位在管子内孔中间区域的中心，内孔的直径略微大于两个剥离光纤部分的组合直径。利用这种技术制造出了多余损耗极低的器件。但是，当涂层直径大于光纤直径两倍时，为了能容纳涂层，管子内孔必须制作得更大。直径较大的内孔对器件多余损耗有不利的影响。具有一根以上从中心区域剥离的光纤的耦合器(例如2×2耦合器)需要较大内孔径。一根光纤可以穿过内孔直到剥离部分定位在管子中间部分的中心并且涂层部分端部位于漏斗内。第二根光纤随后插入其一个涂层端部从而穿过内孔。这样，内孔径必须略大于光纤直径与涂层直径之和。当利用这种光纤与管子组合时，在管子缩塌阶段光纤可以容易地扭曲，并且最终的器件具有较大的多余损耗。避免光纤在管子缩塌阶段弯曲的一种办法是用类似于管子的材料组成的隔离光纤填充在管子内孔多余空间内。这种想法利用隔离光纤来减少管子内孔空间以形成紧密配合从而防止光纤的扭曲和弯曲。虽然这种方法制造的耦合器可靠性较好并且多余损耗较小，但是比较麻烦，不利于自动化。具有低偏振相关损耗的光纤耦合器可以在邻近光纤的区域采用较硬的玻璃(二氧化硅含量高的玻璃)管子制成。但是，当普通内孔形状的管子(例如圆形剖面内孔)由硅含量高的玻璃构成时，管子缩塌时光纤弯曲的问题更为突出，并且多余损耗增加。
技术实现思路
本专利技术的一个目标是提供一种制造方便的包层光纤耦合器，它的多余损耗较小。本专利技术的另一个目标是提供一种制造具有较低偏振相关损耗(PDL)和多余损耗的光纤耦合器方法。本专利技术的进一步目标是提供一种制造光纤耦合器的方法，其中在管子缩塌阶段光纤固定在位置上，从而使耦合器预制品在拉伸步骤之前呈现光纤几何结构重复性。简而言之，本专利技术涉及制造包层光纤耦合器和低损耗耦合器的方法。该方法采用具有第一和第二端面的玻璃管、中间区域以及第一和第二相对端部区域(从中间区域向端面延伸)。纵向的内孔在管子内部延伸。内孔具有第一部分和从第一部分伸出的凹口。凹口可以容纳两根或更多的无涂层光纤。保护涂层从第一光纤中剥离从而构成连接第一和第二涂层部分的无涂层部分。保护涂层从第二光纤的一部分剥离从而构成无涂层和涂层部分。光纤被插入内孔从而使无涂层部分位于凹口内部。插入光纤的步骤包括将第一光纤的涂层端部插入内孔的第一部分，使第一光纤穿过内孔直到无涂层部分延伸穿过内孔第一部分，以及将第一光纤的无涂层部分从内孔的第一部分转移到凹口内。此后，填充光纤插入内孔第一部分。管子被加热以将管子中间区域缩塌到光纤上，并且拉长至少一部分中间区域从而使中间区域的直径小于管子端部区域的直径。内孔凹口部分上面可以设置一条或更多能容纳其他被耦合光纤的纵向凹槽。最终的低损耗光纤耦合器包括一个伸长的格状玻璃体，在管子中心有一颈状区域，这里耦合器的直径小于端部直径并且剥离光纤沿着长度方向熔融。附图的简要说明附图说明图1为用来形成本专利技术光纤耦合器的玻璃预制管子的剖面图。图2为光纤耦合器预制品的剖面图。图3为沿图2直线3-3剖取的剖面图。图4-10示出了各种预制管子内孔形状。图11为两端密封的耦合器局部剖面图。图12为沿图11直线12-12剖取的剖面图。图13为光纤耦合器预制品的剖面图。附图的比例并无限定作用。实施专利技术的较佳实例图1-4示出了本专利技术玻璃预制管子的典型实施例。管子10具有通过漏斗12和13与端面18和19相连的纵向内孔14。管子包括中间区域15和分别位于中间区域与端面18和19之间的相对端部区域16和17。内孔14的剖面形状示于垂直于管子10中央纵轴的平面内。内孔14包括第一部分30和从第一部分延伸的凹口29。区域30最小的剖面尺寸大于光纤涂层25和26的直径d。凹口29为从区域30延伸的腔体；它的形状为长方形。内孔14通过玻璃管子在碳棒周围的缩塌形成，其剖面形状对应于所需的内孔形状，随后如同美国专利4750926那样燃烧碳棒。该工艺使纵向内孔通过管子内部长度。漏斗12和13可以用美国专利5152816揭示的方法腐蚀。填充光纤28穿过第一部分30。涂层光纤21和22分别包括涂层部分25和26以及无涂层或剥离部分23和24。无涂层部分23和24以靠近布局通过凹口29延伸。凹口的剖面长度1近似等于无涂层光纤23和24直径D之和。凹口29的剖面宽度w略大于无涂层光纤23或24的直径D。无涂层光纤23和24比较好的是卡入凹口29从而使得它们与凹口壁的间隙只有几个微米。在填充光纤28与部分30之间比较好的也是同样的紧密配合。当光纤以这种方式塞入凹口内时，为了在管子缩塌期间填充耦合器预制品的空隙，只要将管子移动一小段。因此，这种布局使得光纤在管子缩塌期间的扭曲最小。但是上述较紧配合的布局并非是必要的。例如，多余损耗低的耦合器由这样的耦合器预制品制成，其内孔圆形部分直径比填充光纤直径大30μm。填充光纤的折射率应该小于光纤包层的折射率并且比较好的是等于或大于管子靠近内孔部分的折射率。为了避免对最终耦合器的光学特性产生不利影响，填充光纤的折射率应该基本上与管子靠近内孔14的内部区域的折射率相等。填充光纤构成材料理想情况下与管子内部区域的构成材料相同。在图5和6的实施例中，与图4类似的单元用最初的标号表示。图5示出了填充光纤28’的剖面形状无需与内孔第一部分35的剖面形状相同。在管子缩塌阶段，正方形第一部分35的顶角区域逐渐缩塌到圆形填充光纤28’上直到空隙消失为止。图6示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：G·E·贝克，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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