【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光导耦合，具体涉及一种适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法。
技术介绍
1、电弧放电熔接技术是目前光纤通信工程中最常见的光纤熔接方法。首先通过专业的光纤切割工具将两根待熔接的光纤端面精确切割平整，并确保端面无灰尘、油脂等杂质。然后将清洁后的光纤放入光纤熔接机中，通过显微成像系统实现两根光纤端面的精密对准。如图1所示意的，在对准过程中，利用马达对齐系统两侧的夹具分别夹持并驱动光纤进行细微调整，使两光纤轴心尽量重合。当光纤端面达到理想对准状态后，熔接机通过电极产生电弧放电，电弧产生的高温作用于熔接部位使光纤端面熔化并熔接在一起，冷却后形成稳定的熔接头。
2、电弧放电熔接实施方便且成本低，适用常规光纤的批量化熔接。然而，光子晶体光纤（photonic crystal fiber，pcf）不同于常规的光纤，在其包层内沿轴向有序排列了一系列微小的空气孔洞结构，以实现对光束的有效引导和轴向传输。这种独特的波导构造赋予了光子晶体光纤一系列超越常规光纤的独特性能，如无限单模传输能力、不受温度影响的稳定性、弯曲不敏感性以及良好的抗辐射性能等。光子晶体光纤内部特有的多孔内部结构也给熔接带来了严峻的挑战，如直接套用传统的光纤熔接技术，将导致孔洞结构塌陷、熔接损耗大幅度增加以及光纤整体强度下降等问题。电弧放电瞬时温度高，电极附近温度场分部不均且难以精确控制，加剧熔接部位的孔洞塌陷，改变光纤结构，引起熔接损耗增加。虽然通过对放电时间、放电电流等熔接参数进行调整可以一定程度地减轻孔洞塌陷，但减轻的幅度有限，并且往往需要牺牲熔接部位
3、针对光子晶体光纤的熔接，如cn102890309a、cn1969208a、cn101571611a、cn104166183a、cn104297849a等专利公开文本所记载的，目前研究较多的是光子晶体光纤与普通光纤熔接以及小直径光子晶体光纤的熔接。比如专利cn104297849a提出了一种适于包层直径125μm光子晶体光纤与125μm光子晶体光纤熔接方式，熔接过程中需相向推移光纤端面并精确控制重叠度。上述方法在小尺寸光纤熔接过程中能够一定程度的减少气孔塌陷，但仍然难以从根本上解决局部高温熔接引起的孔洞塌陷以及机械强度下降。并且可以预见的是，随着光纤尺寸的增大，熔接所需的放电量也随之增大，引起光子晶体光纤气孔塌陷进一步加剧。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是要提供一种适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，并且克服对接过程中存在的孔洞塌陷以及机械强度下降的问题。
2、本专利技术提供的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：准备待对接的两段大模场光子晶体光纤，将光纤的对接端剥除涂覆层形成去涂覆段，将去涂覆段的端面切割齐整；
4、步骤s2：准备待对接的两段玻璃管，并将每段玻璃管的对接端切割齐整；玻璃管的内径大于光纤的外径；
5、步骤s3：将步骤s1准备的两段光纤正对布置，且两段光纤的去涂覆段彼此正对；将步骤s2准备的两段玻璃管分别套置于两段光纤上，且两段玻璃管的对接端彼此正对；控制去涂覆段露出玻璃管，控制玻璃管与内部的光纤不接触；玻璃管的延伸方向记为z轴方向；
6、步骤s4：将两段光纤的应力轴对齐，将两段光纤在垂直于z轴方向上对齐，将两段光纤的去涂覆段的端面在z轴方向上的距离调整为8μm ~26μm；
7、步骤s5：将两段玻璃管在垂直于z轴方向上对齐，将两段玻璃管的端面在z轴方向上的距离调整为2μm ~5μm；
8、步骤s6：将两段玻璃管熔接在一起；
9、步骤s7：使用胶黏剂分别将两段光纤与熔接后的玻璃管粘接在一起。
10、本专利技术的上述方法通过引入玻璃管作为熔接中介能够彻底解决大模场保偏光子晶体光纤对接过程中存在的孔洞塌陷以及机械强度下降的问题。由于传统方法电弧放电熔接时，高温会直接影响光子晶体光纤内部的空气孔洞结构，导致孔洞塌陷，进而增加熔接损耗和降低光纤整体强度。而本专利技术将光纤置于玻璃管内，只对玻璃管进行熔接，这样就规避了熔接过程中的高温对光纤内部孔洞结构的直接作用，从而防止孔洞塌陷。使用胶黏剂将光纤与熔接后的玻璃管紧密粘接在一起，使光纤保持位置稳定，同时熔接后的玻璃管包裹在光纤外能够有效保护光纤，显著增强熔接部位的机械强度，避免在后续使用过程中受到外力冲击时发生断裂。步骤s4中需要将两段光纤的去涂覆段的端面在z轴方向上的距离调整为8μm ~26μm，经实验验证这个距离既可以防止光纤抖动造成光纤端面碰伤，也可以避免激光在该段距离传输时产生过大的损耗。由此可见，本专利技术的方法成功绕开了传统熔接技术对光子晶体光纤内部特殊结构的破坏，实现了高质量、低损耗的大模场保偏光子晶体光纤的对接。
11、本专利技术提供的上述对接方法可用于大模场保偏光子晶体光纤的对接并且表现出显著的优势（大模场光纤通常是指纤芯直径＞10μm、包层直径＞125μm的光纤）。但也应理解，该方法由于不直接对光纤进行熔接，因此不受光纤的种类和尺寸的限制，除了可用于对不同直径的光子晶体光纤的对接，还可广泛应用于其他类型的光纤的对接。
12、进一步地，在步骤s1中，光纤剥除涂覆层形成去涂覆段的长度优选为20mm~30mm，去涂覆段切割后保留的长度优选为3mm~8mm，更优选为5mm。
13、进一步地，在步骤s1中，去涂覆段的端面切割后，光纤角度不超过1度。
14、进一步地，在步骤s2中，玻璃管的内径与光纤的外径的差值为300μm~1000μm，进一步优选为400μm~600μm。
15、进一步地，在步骤s2中，玻璃管的壁厚为0.2mm~0.8mm，进一步优选为0.4mm~0.6mm。
16、进一步地，在步骤s2中，玻璃管的对接端的切割角度限定在1度以内。
17、进一步地，在步骤s3中，将两段光纤和两段玻璃管置于具有两套马达对齐系统和一套电极放电系统的熔接装置上；熔接装置中的第一套马达对齐系统，具有两个夹具各夹紧一段光纤，用于将光纤对齐；熔接装置中的第二套马达对齐系统，具有两个夹具各夹紧一段玻璃管，用于将玻璃管对齐。
18、进一步地，在步骤s4中，两段光纤的去涂覆段的端面在z轴方向上的距离为9μm ~16μm，更进一步为10μm ~15μm，例如10μm、12μm。
19、进一步地，在步骤s5中，两段玻璃管的端面在z轴方向上的距离优选为4μm ~5μm。
20、进一步地，在步骤s6中，将熔接装置的电极放电系统产生的电弧作用于两段玻璃管的接合部位，将两段玻璃管熔接在一起。
21、进一步地，在步骤s6中，熔接装置的电极放电系统具有三个彼此夹角为120度的放电电极，放电电极的放电尖端均指向熔接部位。
22、进一步地，在步骤s7中，粘接光纤与熔接后的玻璃管使用的胶黏剂为具有流动性的胶黏剂。
23、进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：待对接的两段光纤均为大模场光子晶体光纤，纤芯直径＞10μm，且包层直径＞125μm。
3.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S1中，光纤剥除涂覆层形成去涂覆段的长度为20mm~30mm，去涂覆段切割后保留的长度为3mm~8mm；去涂覆段的端面切割后，光纤角度不超过1度。
4.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S2中，玻璃管的内径与光纤的外径的差值为300μm~1000μm；玻璃管的壁厚为0.2mm~0.8mm。
5.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S2中，玻璃管的对接端的切割角度限定在1度以内。
6.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S3中，将两段光纤和两段玻璃管置于具有两套马达对齐系统和一套电极放电系统的熔
7.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S4中，两段光纤的去涂覆段的端面在Z轴方向上的距离为9μm ~16μm。
8.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S6中，将熔接装置的电极放电系统产生的电弧作用于两段玻璃管的接合部位，将两段玻璃管熔接在一起；熔接装置的电极放电系统具有三个彼此夹角为120度的放电电极，放电电极的放电尖端均指向熔接部位。
9.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S7中，粘接光纤与熔接后的玻璃管使用的胶黏剂为具有流动性的胶黏剂。
10.根据权利要求9所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤S7中，胶黏剂施于熔接后的玻璃管的两端的端面上，且胶黏剂施于光纤的上方；胶黏剂在毛细作用下填充于玻璃管与光纤之间的缝隙内。
...【技术特征摘要】
1.一种适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：待对接的两段光纤均为大模场光子晶体光纤，纤芯直径＞10μm，且包层直径＞125μm。
3.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤s1中，光纤剥除涂覆层形成去涂覆段的长度为20mm~30mm，去涂覆段切割后保留的长度为3mm~8mm；去涂覆段的端面切割后，光纤角度不超过1度。
4.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤s2中，玻璃管的内径与光纤的外径的差值为300μm~1000μm；玻璃管的壁厚为0.2mm~0.8mm。
5.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤s2中，玻璃管的对接端的切割角度限定在1度以内。
6.根据权利要求1所述的适于大模场保偏光子晶体光纤的对接方法，其特征在于：在步骤s3中，将两段光纤和两段玻璃管置于具有两套马达对齐系统和一套电极放电系统的熔...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈崇丰，于雷，崔晓敏，
申请(专利权)人：苏州英谷激光有限公司，
类型：发明
国别省市：
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