专利名称：低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种光电器件技术领域的装置，具体是一种低损耗偏振可控微纳 光纤的制备装置。
背景技术：
微纳光纤的芯径与通信波段光波波长相当，甚至更小，因此，光在微纳光纤中传输 存在着与普通光纤不同的特性。研究表明，当光纤芯径小于一定值时，传输的光能大部分存 在于倏逝场中，因而，传输的信号对外界环境的扰动非常敏感，另外，当光纤芯径为一定值 时，光纤中的光功率密度很高，存在较高的非线性系数，这为微纳光纤应用于基于非线性效 应的光子器件提供了可能；微纳光纤体积小，传输损耗很低，使用时能够实现与光纤很好的 匹配，降低了插入损耗，这使得微纳光纤在光互联领域中有很好的应用前景。值得注意的 是，光纤并不是完全对称的结构，当偏振光经过光纤时，偏振态会发生改变。在实际应用中， 很多情况对偏振态有很的高的要求，比如相干光通信、偏振色散补偿等。因此，在微纳光纤 的制备过程中，对其进行恰当的控制，使其具备保持偏振态的能力是十分必要的。经对现有文献检索发现，Lei Shi等人在OPTICS EXPRESS (光学快报，Vol. 14， No. 12,PP. 5055-5060)上发表论文"Fabrication of submicron-diameter silica fibers usingelectric strip heater (采用电加热条制作亚微米直径的光纤)”，文中使用一种电 加热制作微纳光纤的装置，得到芯径900nm，损耗在波长532nm时为0. ldB/cm的微纳光纤。 文中报道的装置由一个电加热条、一个静态平台、一个旋转平台和一个步进电机组成。工作 时，由步进电机带动旋转平台单边拉伸光纤。该装置采用电热条对光纤进行加热，但是该技 术中电热条升温时间长，从而导致光纤容易拉断；且该装置只能进行单边拉伸，从而只能制 备单锥的微纳光纤。又经检索发现，中国专利申请号为=200810164188. 8，名称为制备微纳光纤的装 置，该技术包括一个加热装置、两个光纤夹和两个步进电机，其中两个光纤夹分别固定在 两个步进电机上，加热装置固定在两个步进电机中间。但是该装置的两个光纤夹是固定的， 不能旋转，即不具备偏振可控功能；而且仅仅两个光纤夹，很难将它们调整在一条直线上； 另外，该装置的火焰嘴处于待加热光纤的下方，由实验得知，这种方式的火焰对光纤的扰动 很大，会造成光纤损耗增加。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种低损耗偏振可控微纳 光纤的制备装置。本发明可以制备芯径300nm，最低损耗约为0. OldB/cm的超低损耗的微纳 光纤，并且在拉伸过程中，通过控制可旋转光纤V型槽的转速，使得制备的微纳光纤具有偏 振可控的能力。本发明是通过以下技术方案实现的本发明包括加热装置、两个偏振控制装置和两个步进电机，其中第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在 两个偏振控制装置的中间。所述的两个步进电机分别与一个步进电机控制器相连传输控制信息。所述的加热装置包括一个氢气火焰嘴、一个氢气流量调节阀和一个氢气发生器， 其中氢气发生器与氢气流量调节阀相连传输氢气，氢气流量调节阀与氢气火焰嘴相连传 输经调节的氢气，氢气火焰嘴固定在两个偏振控制装置的中间，被拉伸光纤位于氢气火焰 嘴的正下方。所述的偏振控制装置包括六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中六维调整架固 定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。 所述的第一步进电机设置在第一导轨上。所述的第二步进电机设置在第二导轨上。与现有技术相比，本发明中氢气火焰嘴位于六维调整架中间和被拉伸光纤的上 方，以减小拉伸过程中火焰对光纤的扰动，从而降低损耗；六维调整架固定在步进电机上， 可以调节固定其上的两个可旋转光纤V型槽处于一条直线上，进一步降低拉伸过程带给微 纳光纤的损耗；可旋转光纤V型槽在拉伸过程中由步进电机控制其旋转速度和旋转的角 度，从而使微纳光纤的双折射特性成一定规律分布，进而达到偏振可控的目的；既可单边拉 伸，也可双边拉伸，从而可同时制备单锥光纤和双锥光纤；可重复性高。本发明对推动基于 微纳光纤光子器件的发展具有重要的意义。
图1是实施例结构组成示意图；其中1_氢气火焰嘴、2-氢气流量调节阀、3-氢气发生器、4-第一可旋转光纤V型 槽、5-第二可旋转光纤V型槽、6-第一六维调整架、7-第二六维调整架、8-第一步进电机、 9-第二步进电机、10-第一导轨、11-第二导轨和12-步进电机控制器。图2是氢气火焰嘴与被拉伸光纤的位置关系示意图。图3是实施例制备得到的直径为300nm的偏振微纳光纤示意图。图4是实施例中使用的可旋转光纤V型槽示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的装置进一步描述本实施例在以本发明技术方案为前提 下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述 的实施例。实施例如图1所示，本实施例包括一个氢气火焰嘴1、一个氢气流量调节阀2、一个氢气 发生器3、两个步进电机、一个步进电机控制器12、两根导轨、两个六维调整架和两个可旋 转光纤V型槽，其中氢气发生器3与氢气流量调节阀2相连传输氢气，氢气流量调节阀2 与氢气火焰嘴1相连传输经调节的氢气，第一可旋转光纤V型槽4固定在第一六维调整架 6上，第二可旋转光纤V型槽5固定在第二六维调整架7上，第一六维调整架6固定在第一 步进电机8上，第二六维调整架7固定在第二步进电机9上，第一步进电机8固定在第一导轨10上，第二步进电机9固定在第二导轨11上，两个步进电机分别与步进电机控制器12 相连传输控制信息，氢气火焰嘴1位于两个可旋转光纤V型槽的中间，两个可旋转光纤V型 槽间的距离为1cm。本实施例中氢气火焰嘴1、氢气流量调节阀2和氢气发生器3采用的是上海神开 石油科技有限公司的SK-9Q400Z加热装置；步时电机及步进电机控制器12采用微纳光科的 WNSC400 系统。本实施例中采用的可旋转光纤V型槽如图4所示。本实施例的工作过程将除去涂敷层的普通光纤拉直并固定于两可旋转光纤V型 槽内，调节氢气火焰嘴1距离光纤的高度，使光纤位于图2所示的位置；打开氢气发生器3， 调节氢气流量调节阀2得到合适的氢气流量；点燃氢气火焰，延迟约2秒，启动步进电机； 拉伸结束后立即关闭氢气火焰，将光纤冷却一段时间后再做进一步操作。本实施例制备得到15cm长的微纳光纤如图3所示，其直径为300nm，其最低损耗在 1550nm 波长可达 0. 01dB/cm。
权利要求
一种低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，包括加热装置和两个步进电机，其特征在于，还包括两个偏振控制装置，其中第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在两个偏振控制装置的中间；所述的偏振控制装置包括六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中六维调整架固定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。
2.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的两 个步进电机分别与一个步进电机控制器相连传输控制信息。
3.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的加 热装置包括一个氢气火焰嘴、一个氢气流量调节阀和一个氢气发生器，其中氢气发生器 与氢气流量调节阀相连传输氢气，氢气流量调节阀与氢气火焰嘴相连传输经调节的氢气， 氢气火焰嘴固定在两个偏振控制装置的中间，被拉伸光纤位于氢气火焰嘴的正下方。
4.根据权利要求1所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的第 一步进电机设置在第一导轨上。
5.根据权利要求1或4所述的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，其特征是，所述的 第二步进电机设置在第二导轨上。
全文摘要
一种光电器件技术领域的低损耗偏振可控微纳光纤的制备装置，包括加热装置、两个步进电机和两个偏振控制装置，其中第一偏振控制装置固定在第一步进电机上，第二偏振控制装置固定在第二步进电机上，加热装置固定在两个偏振控制装置的中间；所述的偏振控制装置包括六维调整架和可旋转光纤V型槽，其中六维调整架固定在步进电机上，可旋转光纤V型槽固定在六维调整架上。本发明可制备出损耗在1550nm波长约为0.01dB/cm，直径最小300nm左右，长度15cm左右的微纳光纤；而且在拉伸过程中，控制可旋转光纤V型槽的旋转速度，可以制备出偏振态可控的微纳光纤；可同时制备单锥光纤和双锥光纤。
文档编号C03B37/02GK101823838SQ20101017784
公开日2010年9月8日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者周敏雯, 李新碗, 李曙光, 洪泽华, 陈建平 申请人:上海交通大学