PDF《熔 融拉 锥型光纤耦 合器实验研 究》

第37卷第

1 期2006年 2月 中南大学学报 ( 自然科学版 ) J .

C E N T .S OU T H U N I V. ( S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y) V0

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3 7 F e b . NO .1

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0 6 熔 融拉锥型光 纤耦合器实验研 究 刘景 琳 .段 吉安 .苗健 宇 ,钟 掘(中南大学 机电工程学院,湖南 长沙,

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8 3 ) 摘要 : 根据光纤的消逝场耦舍模理 论,论述 了熔融拉锥型光 纤耦 舍器的 工作 原理 ;

以 六轴型熔 融拉锥机 为 实验平 台, 研究了熔融拉 锥法制作

3 d B单模 光纤耦 合器的过 程;

分析 了拉 伸速度与 附加损耗厦损耗偏 差的关 系, 发现拉 伸速度 为150/ ~ m/ s时,耦合器的性能达到最优 ;

此外,利用光学测试 系统测试 了光纤耦合 嚣的插入损耗 、附加损 耗 、方向性与均 匀性等光谱特性参数.研 究结果表 明,所得 实验结果 与耦 合理论 分析 结果 吻合 , 说 明该 方法具有 制作过程 简单、附加损耗低、环境稳 定以厦成本低麻等优点 关键词 : 光纤耦 合嚣;

耦舍模理论 ;

熔融拉锥 法 中圈分 类号 : TN2

5 3 文献标识码 : A 文章编号 :

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0 5 Ex pe r i me nt a l s t u d y o n f u s e d t a p e r e d o pt i c a l f i b r e c o u p l e r LI U J i n g ― l i n,DUAN j i ― a n,MI AO J i a n - y u ,ZHONG J u e ( S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n d El e c t r i c a l En g i n e e r i n g,Ce n t r a l S o u t h Un i v e r s i t y , Ch a n g s h a

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8 3 ,Ch i n a ) Ab s t r a c t : The c o u p l i n g ― mo d e m e c h a n i s m o f f u s e d b i c o n i c a l t a p e r wa s d i s c u s s e d b a s e d o n f i b e r '

S e v a n e s c e n t f i e l d c o u p l i n g t h e o r y .Th e f a c t u r e p r o c e s s o f

3 d B s i n g l e ― mo d e f i b e r c o u p l e r wa s s t u d ― i e d b y ma k i n g u s e o f t h e e x p e r i me n t a l p l a t f o r m o f a

6 一axisopticalfibercouplerma c h i n e a n d t h e me t h o d o f t h e f u s e d b i e o n i e a {t a p e r .Th e r e l a t i o n b e t we e n d r a wi n g s p e e d a n d e x c e s s l o s s a n d t o l ― e r a n c e o f l o s s wa s a n a l y z e d . I t i s f o u n d t h a t t h e f i b e r c o u p l e r h a s g o o d p e r f o r ma n c e wh e n t h e d r a wi n g s p e e d i s

1 5 0/ ~ m/ s .Th e p e r f o r ma n c e p a r a me t e r s o f f i b e r c o u p l e r ,s u c h a s i n s e r t a t i o n l o s s ,e x c e s s l o s s,di r e e t i v i t y a nd un i f o r mi t y,we r e t e s t e d us i n g o pt i c a l t e s t s ys t e m .I t i s i nd i c a t e d b y a l a r g e n u mb e r o f e x p e r i m e n t s t h a t t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t i s i n g o o d a g r e e m e n t wi t h a n a l y s i s o f c o u p l i n g - mo d e t h e o r y .Th e e x p e r i m e n t r e s u l t a l s o s h o w s t h a t t h e m a n u f a c t u r e t e c h n o l o g y h a s s o m e a d v a n t a g e s ,s u c h a s t h e s i m p l e f a c t u r e p r o c e s s ,l o w e x c e s s l o s s t h e e n v i r o n me n t a l s t a b i l i t y a nd t h e l ow c os t . K e y wo r d s : f i b e r c o u p l e r ;

c o u p l i n g ― mo d e t h e o r y;

f u s e d b i c o n i e a l t a p e r 光纤耦合器是一种光功率 、光波长和偏振光的 分路 与合 路 的重 要光无源器件 , 广泛应用于光纤通信、光纤检测 以及光纤 传感 等领域 .最初 的光纤耦合器制作技术是 由K. S . S h e e m 等提出的蚀刻法 ,该方法简单 , 但制作出来 的耦合器不 仅 不耐 用,而且 对环 境温度的变 化敏感,无实用价值.随后 , R. A. B e r g h等 嗍发 明 了光 纤 研磨 法 ,该 方法的实用性 有所 提高 , 但 制作困难 ,成品率低 , 环境 特 性不 理想 .目前 ,主要采用 熔融拉锥法 制作光纤耦 合器 . 在此 , 本 文作者根据 耦合模理论 , 分收稿日期 :