熔锥型光纤耦合器耦合特性与工艺分析.pdf

辨电子·澈W 第17卷增刊2006年6月 Journal V01．17 ofOptoelectronics·Laser Suppl．2006 熔锥型光纤耦合器耦合特性与工艺分析 陈 华 (上海大学光纤研究所201800) 摘要：本文对熔融拉锥型单模光纤耦合器拉锥时的拉伸速度，火焰的温度等因素对于耦合器的耦合比， 损耗等的影响进行了深入地分析与探究，并得出了这些因素对制作的耦合器所产生的影响的程度。虽 然说，在制作熔融拉锥型单模光纤耦合器方面，工艺上已经成熟了，但对于如何大规模、有效率地制作出 高质量的光纤耦合器，各种因素对于其性能的影响，仍很有必要做一定的分析与研究。因而这些结论对 于熔融拉锥型单模光纤耦合器进一步深入研究是有积极的意义的。 光功率耦合的一种方法。 1 引 言 {入端锥体 耦台Ⅸ Ⅲ端锥体 近年来，随着光纤技术以及光通信的迅猛发 展，各种光纤系统也应运而生，熔锥型单模光纤耦 n≥：==二=多，。 合器则是其中一类很重要的基本的光无源器件。 背黼臂)“，—7——————＼=、H…。 光纤耦合器是一种能使传输中的光信号在特殊结 背散射臂，地二二二二二二二二二二二二二二二二二二二≮H。耦台臂， 构的耦合区发生耦合，并进行再分配的器件。光纤 图1熔锥型单模光纤耦合器工作原理 耦合器可以完成光的传输、耦合、分光、干涉以及波 分复用等许多功能，在光纤通信系统、光纤传感、光 本文主要从熔融拉锥过程中工艺条件的变化 纤测量和信号处理等系统中有着极其广泛的应用。 与器件性能之间的关系进行研究。具体内容是在 近年来，随着光纤通信、光纤用户网、光纤CATV、熔融拉锥过程中，当火焰温度或拉伸速度这两个参 无源光网络(PON)、光纤传感器等领域的迅猛发数发生变化时，光纤耦合器的耦合性能将发生如何 展，它的应用也越来越广泛。 变化，主要是光纤耦合器的耦合损耗将有何变化。 熔锥型单模光纤耦合器从其制作工艺上来说 通过研究并由此得出火焰温度与器件损耗的关系； 目前已经是相当成熟了，但对于在大规模生产中如 拉伸速度与器件损耗之间的关系。 何提高光纤耦合器的成品率还是有必要做一些分 2．1火焰温度与耦合损耗之间的关系 析和研究。本文就工艺参数与耦合器的耦合性能 要研究加热火焰在熔融拉锥过程中的影响，首 之间的关系进行了一些研究，并获得了一些心得。 先必须知道选用的氢氧焰在不同的流量下他所对 应的温度是多少。我们选用铂铑铂热电耦对不同 2原理与实验过程 流量下氢氧焰温度进行测定，测定结果如表1所 熔锥型单模光纤耦合器的工作原理可以用图1 示。然后我们在不同的温度下，以一个恒定的拉锥 来表示。当入射光功率由”输入臂”注入进耦合区 速度(200 tMm／s)进行试验，结果如图2所示。从图 后，入射光功率在耦合区发生功率再分配，一部分 中我们可以看出，当温度在685℃时，光纤耦合器的 光功率经耦合区后由”输出臂”输出，而另一部分则 附加损耗最低，当温度升高到700℃以上时，损耗达 由”耦合臂”输出。 到1个dB以上，如果继续再增加温度，损耗将继续 熔锥型单模光纤耦合器是以熔融拉锥的方法 变大。而当火焰温度变低，