一种光纤及光纤扇入扇出的制备方法技术

本发明专利技术是关于一种光纤及光纤扇入扇出的制备方法，其制备方法包括:制备单芯光纤，把单芯光纤固定在第一微通道板上，把多芯光纤固定在第二微通道板上，再将单芯光纤排布到多芯光纤上，所述多芯光纤的纤芯与所述单芯光纤的纤芯一一对应，用光学耦合胶连接多芯光纤与单芯光纤之间的空隙，最后外部封装，实现多芯光纤的扇入扇出。本发明专利技术提供的多芯光纤扇入扇出，具有损耗低、耦合效率高等特性，因此，可用于通信、传感、激光等领域，还可以应用于微结构光纤、空芯光纤、光子晶体光纤等的连接与耦合等，同时适用于玻璃光纤材料、红外光纤材料、塑料光纤材料等光纤材料。光纤材料等光纤材料。光纤材料等光纤材料。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤及光纤扇入扇出的制备方法


[0001]本专利技术涉及光学光纤
，具体涉及一种光纤及光纤扇入扇出的制备方法。

技术介绍

[0002]随着光纤通信、光纤传感、光纤激光等技术的快速发展，普通单芯光纤的通信容量有限，作为传感光纤，普通单芯光纤只能进行一维振动、形变、压力等传感测量，无法测量三维运动信息。多芯光纤是一种在共同的包层区中存在多个独立纤芯的新型光纤，是一种空分复用光纤，能够大幅度提高光纤单位面积的信息传输密度，对于光纤传感来说，多芯光纤凭借其独特的空间结构，能够测量三维运动参数，真实反映物体的运动状态，有利于在空间卫星、空间站、航空飞机、桥梁建筑等实时监测。
[0003]然而，多芯光纤在实际使用过程中，每根纤芯都是独立的传输通道，因此需要在多芯光纤的两端要独立连接若干根单芯光纤，实现信息高效的独立发送、传输与接收，即多芯光纤与单芯光纤的连接实质上纤芯之间低损耗耦合，称为多芯光纤扇入扇出。然而，多芯光纤的纤芯尺寸在3
‑
30μm之间，包层尺寸一般在60
‑
600μm之间，要想实现多芯光纤与单芯光纤的扇入扇出，目前还没有一种更好的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于，提供一种实现多芯光纤与单芯光纤高效耦合的多芯光纤扇入扇出方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种光纤扇入扇出的制备方法，其包括:
[0007]制备单芯光纤，把单芯光纤固定在第一微通道板上，把多芯光纤固定在第二微通道板上，再将单芯光纤排布到多芯光纤上，所述多芯光纤的纤芯与所述单芯光纤的纤芯一一对应，用光学耦合胶连接多芯光纤与单芯光纤之间的空隙，最后外部封装，实现多芯光纤的扇入扇出。
[0008]进一步地，所述多芯光纤中，位于中央的纤芯与外围的纤芯之间的间隙为30
‑
150μm。
[0009]优选地，制备单芯光纤包括：根据多芯光纤结构尺寸设计单芯光纤的结构尺寸，所述单芯光纤的纤芯直径等于或小于多芯光纤的纤芯的直径，所述多芯光纤的纤芯直径与单芯光纤的纤芯直径差值为0
‑
5μm。
[0010]进一步地，还包括对单芯光纤的包层直径调控与修正的方法：
[0011]用丙酮溶液浸泡单芯光纤，去除光纤涂覆层，通过氢氧火焰或激光加热软化单芯光纤，沿着光纤轴向外拉光纤，使单芯光纤的包层获得目标尺寸的结构。
[0012]进一步地，还包括：
[0013]制备第一微通道板：
[0014]根据目标单芯光纤结构尺寸，制备直径为0.5
‑
5mm，厚度为0.3
‑
3mm的第一微通道
板，所述第一微通道板设有多个微通道，所述微通道的孔径为20
‑
100μm，所述微通道的孔间距为5
‑
100μm；
[0015]制备第二微通道板：
[0016]根据多芯光纤结构尺寸，制备直径为0.5
‑
5mm，厚度为0.3
‑
3mm的第一微通道板，所述第二微通道板上设有至少1个微通道，所述第二微通道板上的微通道的孔径为60
‑
600μm。
[0017]所述多芯光纤与单芯光纤的连接与耦合包括：
[0018]固定所述单芯光纤：将第一微通道板垂直或水平固定在光学平台，拉制后的单芯光纤固定在光学精密机械位移平台，在显微成像的辅助下，调节光学精密机械位移平台，将单芯光纤依次插入第一微通道板的微通道，在单芯光纤与第一微通道板接触的位置施加光学耦合胶，通过紫外光照射固化光学耦合胶，将单芯光纤与第一微通道板固定在一起；
[0019]固定所述多芯光纤：剥除多芯光纤涂覆层，用光纤切割刀切割多芯光纤至端面平整；
[0020]将第二微通道板垂直或水平固定在光学平台，多芯光纤固定在光学精密机械三维位移平台，在显微成像的辅助下，通过调节光学精密机械位移平台，将多芯光纤端面平整的一端插入第二微通道板的微通道中，调节位置，使多芯光纤端面与第二微通道板端面平齐，在第二微通道板和多芯光纤的连接处施加光学耦合胶，紫外光照射固定多芯光纤与第二微通道板。
[0021]还包括多芯光纤与单芯光纤的连接和耦合：
[0022]将单芯光纤和第一微通道板固定在光学平台，将多芯光纤和第二微通道板固定在光学精密机械三维位移旋转平台，在显微成像辅助下，通过调节光学精密机械三维位移旋转平台来调节第二微通道板，使第二微通道板与第一微通道板完全重合，通过旋转光学精密机械三维位移旋转平台调节第二微通道板，使多芯光纤的各个纤芯与各个单芯光纤的纤芯一一对应；
[0023]将激光注入单芯光纤，通过旋转调节第二微通道板，同时监测多芯光纤末端激光输出功率，检测到激光功率最大时，则该纤芯耦合效率最高，依次检测其他纤芯的耦合效率，通过微调第二微通道板，确定最优的耦合效率组合，最后在第一微通道板和第二微通道板接触的缝隙处施加光学耦合胶，在紫外光的作用下固化，进而实现多芯光纤与单芯光纤的耦合与连接，即多芯光纤扇入扇出。
[0024]所述多芯光纤扇入扇出的封装：制备金属封装体，所述金属封装体包括上金属体和下金属体，通过铣、抛机械加工，在上金属体上制备凹槽和卡槽，将与第二微通道板连接在一起的第一微通道板嵌入上金属体的所述卡槽内，单芯光纤束置入上金属体的凹槽内，在下金属体上制备凹槽和卡槽，将与第二微通道板嵌入下金属体的卡槽内，所述多芯光纤置入上金属体的凹槽内，再通过紫外固化胶填充凹槽和卡槽内的空隙，在紫外光的作用下固化，最后将上封装体和下封装体通过螺丝固定在一起，实现多芯光纤扇入扇出的加固与封装。
[0025]本专利技术还提供一种光纤，按照所述的光纤扇入扇出的制备方法制备得到的光纤，所述光纤为多芯光纤、微结构光纤、空芯光纤或光子晶体光纤。
[0026]所述光纤的材料为石英光纤材料，玻璃光纤材料、红外光纤材料或塑料光纤材料。
[0027]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：
[0028]本专利技术提供的多芯光纤扇入扇出，具有损耗低、耦合效率高等特性，因此，可用于通信、传感、激光等领域，还可以应用于微结构光纤、空芯光纤、光子晶体光纤等的连接与耦合等，同时适用于玻璃光纤材料、红外光纤材料、塑料光纤材料等光纤材料。
[0029]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例提供的多芯光纤的结构示意图；
[0031]图2是图1的侧视图；
[0032]图3是本专利技术实施例提供的单芯光纤的结构示意图；
[0033]图4是图3的侧视图；
[0034]图5是本专利技术实施例提供的单芯光纤拉制、切割后的结构示意图；
[0035]图6是图5的侧视图；
[0036]图7是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤扇入扇出的制备方法，其特征在于：其包括:制备单芯光纤，把单芯光纤固定在第一微通道板上，把多芯光纤固定在第二微通道板上，再将单芯光纤排布到多芯光纤上，所述多芯光纤的纤芯与所述单芯光纤的纤芯一一对应，用光学耦合胶连接多芯光纤与单芯光纤之间的空隙，最后外部封装，实现多芯光纤的扇入扇出。2.根据权利要求1所述的多芯光纤扇入扇出方法的制备方法，其特征在于，所述多芯光纤中，位于中央的纤芯与外围的纤芯之间的间隙为30
‑
150μm。3.根据权利要求1或2所述的多芯光纤扇入扇出方法的制备方法，其特征在于，制备单芯光纤包括：根据多芯光纤结构尺寸设计单芯光纤的结构尺寸，所述单芯光纤的纤芯直径等于或小于多芯光纤的纤芯的直径，所述多芯光纤的纤芯直径与单芯光纤的纤芯直径差值为0
‑
5μm。4.根据权利要求3所述的光纤扇入扇出的制备方法，其特征在于，还包括对单芯光纤的包层直径调控与修正的方法：用丙酮溶液浸泡单芯光纤，去除光纤涂覆层，通过氢氧火焰或激光加热软化单芯光纤，沿着光纤轴向外拉光纤，使单芯光纤的包层获得目标尺寸的结构。5.根据权利要求4所述的光纤扇入扇出的制备方法，其特征在于，还包括：制备第一微通道板：根据目标单芯光纤结构尺寸，制备直径为0.5
‑
5mm，厚度为0.3
‑
3mm的第一微通道板，所述第一微通道板设有多个微通道，所述微通道的孔径为20
‑
100μm，所述微通道的孔间距为5
‑
100μm；制备第二微通道板：根据多芯光纤结构尺寸，制备直径为0.5
‑
5mm，厚度为0.3
‑
3mm的第一微通道板，所述第二微通道板上设有1个微通道，所述第二微通道板上的微通道的孔径为60
‑
600μm。6.根据权利要求5所述的光纤扇入扇出的制备方法，其特征在于，所述多芯光纤与单芯光纤的连接与耦合包括：固定所述单芯光纤：将第一微通道板垂直或水平固定在光学平台，拉制后的单芯光纤固定在光学精密机械位移平台，在显微成像的辅助下，调节光学精密机械位移平台，将单芯光纤依次插入第一微通道板的微通道，在单芯光纤与第一微通道板接触的位置施加光学耦合胶，通过紫外光照射固化光学耦合胶，将单芯光纤与...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，刘辉，孙勇，张洋，秦文静，王威，赵冉，孔壮，那天一，孟凡禹，薄铁柱，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：