光纤耦合器的制备方法及光纤耦合器与流程

1.本技术属于光纤通信技术领域，更具体地说，是涉及一种光纤耦合器的制备方法及光纤耦合器。


背景技术：

2.光纤耦合器对光信号起到进行分路作用，在光纤通信、catv(community antenna television，社区公共电视天线系统)、光纤陀螺、光纤水听器和光纤传感等诸多领域都有着广泛的应用。
3.目前，随着社会的发展，产品使用功率越来越高，使用光纤耦合器过程中，用户发现常规光纤耦合器在输入功率发现变化时，输出分光比会发生较明显变化，例如以分光比为2:98光纤耦合器为例，输入功率从100uw变化至1500mw，2％端口分光比将由2.0％左右变化至2.30％左右，这样就会对客户正常使用产生较大影响。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种光纤耦合器的制备方法及光纤耦合器，旨在解决在输入功率发生变化时，光纤耦合器输出端分光比发生较大变化的技术问题。
5.为实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种光纤耦合器的制备方法，包括：将多根光纤相贴合；对多根光纤同时进行加热及拉锥工艺操作；在加热及拉锥工艺操作时，监测多根光纤的输出端的功率以获得具有预设分光比的光纤耦合器。
6.可选地，光纤耦合器的制备方法，还包括：向光纤耦合器输入不同的功率值的输入光，以获得与各个输入光对应的光纤耦合器的实际分光比；根据预设分光比和各个不同的实际分光比，确定光纤耦合器对输入光的功率变化是否敏感。
7.可选地，对多根光纤同时进行加热及拉锥工艺操作，包括：使多根光纤的加热区熔融形成一根光纤。
8.可选地，根据预设分光比和各个不同的实际分光比，确定光纤耦合器对输入光的功率变化是否敏感，包括：计算预设分光比与各个不同的实际分光比的差值，将差值与预设范围比较，若差值在预设范围内，则光纤耦合器对输入光的功率变化不敏感，若差值在预设范围外，则光纤耦合器对输入光的功率变化敏感。
9.可选地，向光纤耦合器输入不同的功率值的输入光，以获得与各个输入光对应的光纤耦合器的实际分光比，包括：通过光源模块向分光模块输入不同的功率值的输入光；通过分光模块将输入光分成两路，一路作为监控光，另一路作为测试光；测量并记录各个输入光对应的监控光的第一功率值以及测试光的第二功率值；将测试光接入待测试的光纤耦合器的输入端，测量并记录各个第二功率值对应的光纤耦合器的输出端的功率值。
10.可选地，通过光源模块向分光模块输入不同的功率值的输入光，包括：光源模块包括光源与可调光衰减器；将光源的输出端与可调光衰减器的输入端连接，将可调光衰减器的输出端与分光模块的输入端连接；调节可调光衰减器使光源提供不同的功率值的输入
光。
11.可选地，通过分光模块将输入光分成两路，一路作为监控光，另一路作为测试光，包括：分光模块包括分光耦合器，分光耦合器包括一个输入端和两个输出端；将分光耦合器的输入端与可调光衰减器的输出端连接；将分光耦合器的两个输出端中的一个作为监控端，监控端用于输出监控光，另一个作为测试端，测试端用于输出测试光。
12.可选地，测量并记录各个输入光对应的监控光的第一功率值以及测试光的第二功率值，包括：将监控端与第一光功率计连接，通过第一光功率计测量并记录输入光为不同功率时对应的第一功率值；将测试端与第二光功率计连接，通过第二光功率计测量并记录各个第一功率值对应的第二功率值。
13.可选地，，将测试光接入待测试的光纤耦合器的输入端，测量并记录各个第二功率值对应的光纤耦合器的输出端的功率值，包括：使测试端与第二光功率计断开连接；将光纤耦合器的输出端分别连接不同的第三光功率计，其中，第三光功率计的数量与光纤耦合器的输出端数量相同；通过各个第三光功率计测量并记录各个第一功率值时对应的光纤耦合器的各个输出端的功率值。
14.根据本技术的另一个方面，提供了一种光纤耦合器，光纤耦合器采用上述的制备方法进行制备。
15.本技术提供的光纤耦合器的制备方法的有益效果在于：通过对多根光纤同时进行加热及拉锥工艺操作，从而获得功率不敏感的光纤耦合器，该功率不敏感的光纤耦合器的输出端的分光比在输入光功率变化的情况下，基本保持不变，从而能够保证通信系统在输入光源功率发生变化时，各输出端口信号稳定输出，利于以后通信系统升级换代。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为不同输入功率下，常规光纤耦合器分光比对比示意图；
18.图2为本技术实施例提供的光纤耦合器的制备方法的流程示意图；
19.图3为本技术实施例提供的光纤耦合器在不同输入功率下的分光比对比示意图；
20.图4为本技术实施例提供的光纤耦合器的耦合区的示意图；
21.图5为本技术实施例提供的光纤耦合器功率敏感性测试系统示意图；
22.图6为本技术实施例提供的光纤耦合器功率敏感性测试系统中输入待测光纤耦合器光功率基准建立示意图；
23.图7为本技术实施例提供的光纤耦合器的结构示意图。
24.上述附图所涉及的标号明细如下：
25.01、u型槽石英基板；02、石英圆管；03、耦合区；04、封装胶；05、封装胶；06、硅胶；07、硅胶帽；08、光纤；09、钢管；
26.10、光源；11、可调光衰减器；12、分光耦合器；13、第一光功率计；14、光纤耦合器；15、第二光功率计；16、第三光功率计。
具体实施方式
27.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
28.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
29.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.正如背景技术中所记载的，目前，使用耦合器过程中，用户发现常规光纤耦合器在输入功率发现变化时，输出分光比会发生较明显变化。以分光比为2％:98％光纤耦合器为例，输入功率从100uw变化至1500mw，2％端口的分光比将由2.0％左右变化至2.30％左右，具体数据见表1和图2所示的六个常规光纤耦合器的输出功率的变化情况，由于分光比变化较大，这样就会对客户正常使用产生较大影响，因此常规光纤耦合器不能满足输入功率会发生变化的使用场合。
[0032][0033]
表1分光比为2％：98％的常规光纤耦合器在不同功率下分光比的对比数据
[0034]
参见图2所示，为了解决上述问题，根据本技术的一个方面，本技术的一些实施例提供了一种光纤耦合器的制备方法，包括：
[0035]
s1、将多根光纤08相贴合；
[0036]
s2、对多根光纤08同时进行加热及拉锥工艺操作；
[0037]
s3、在加热及拉锥工艺操作时，监测多根光纤08的输出端的功率以获得具有预设
分光比的光纤耦合器14。
[0038]
需要说明的是，常规光纤耦合器的熔融拉锥工艺包括：先把已除去保护层的主光纤(一根)安装在拉锥治具上，对主光纤用火焰加热并进行适当拉伸，使其待耦合区域(包括纤芯与包层)的直径与其它光纤的直径存在轻微差异；然后，再将其它光纤安装在拉锥治具上，并对主光纤及其它光纤用火焰加热并拉伸，直到分光比符合要求时停止加热及拉伸，进行成品封装。本技术的一些实施例中采用的光纤08为未预处理的光纤，其中，预处理包括加热并拉伸，未预处理的光纤为未经过加热并拉伸操作的光纤，多根光纤08相贴合是各光纤08的周侧相互紧挨，加热及拉锥工艺是利用火焰或激光加热紧挨的多根光纤08并进行拉伸，即在将多根光纤08相贴合后，直接同时进行加热并拉锥，同时通过在各光纤08的输出端连接光功率计进行监控从而获得具有预设分光比的光纤耦合器14。通过对该光纤耦合器14进行功率敏感性测试，即光纤耦合器14在输入功率发生变化时，光纤耦合器14的输出端的分光比基本保持不变，从而确定光纤耦合器14对输入功率的变化不敏感。
[0039]
在本技术的一些优选实施例中，对相贴合的多根光纤08同时进行加热并拉锥，使多根光纤08形成的耦合区03形成轴对称结构。
[0040]
应用本技术提供的技术方案，通过对未预处理的多根光纤08同时进行加热并拉锥，从而获得功率不敏感的光纤耦合器14，该功率不敏感的光纤耦合器14的输出端的分光比在输入光功率变化的情况下，基本保持不变，从而能够保证通信系统在输入光源功率发生变化时，各输出端口信号稳定输出，利于以后通信系统升级换代。
[0041]
以本技术的技术方案获得的分光比为2％:98％的六个1
×
2光纤耦合器14为例，输入功率从100uw变化至1500mw，2％端口的分光比变化情况参见表2和图3所示。
[0042][0043][0044]
表2本技术实施例制备的分光比为2％：98％的光纤耦合器在不同功率下分光比的对比数据
[0045]
本技术的一些实施例中，光纤耦合器14的制备方法，还包括：向光纤耦合器14输入不同的功率值的输入光，以获得与各个输入光对应的光纤耦合器14的实际分光比；根据预设分光比和各个不同的实际分光比，确定光纤耦合器14对输入光的功率变化是否敏感，其中，包括：计算预设分光比与各个不同的实际分光比的差值，将差值与预设范围比较，若差值在预设范围内，则光纤耦合器14对输入光的功率变化不敏感，若差值在预设范围外，则光纤耦合器14对输入光的功率变化敏感。
[0046]
需要说明的是，分光比变化量的预设范围为:-5％*cr至+5％*cr，包括端点值，如，
±
0.5*cr，其中，cr为预设分光比。例如，对于预设分光比为2％：98％的光纤耦合器，其2％端口的分光比变化量的预设范围在[-2％*5％～2％*5％]即[-0.1％～0.1％]，若2％端口的实际分光比为2.02％，预设分光比与实际分光的差值为(2％-2.02％＝-0.02％)，-0.02％在[-0.1％～0.1％]的范围内，则认为该光纤耦合器对输入光的功率变化不敏感。
[0047]
具体地，如表2所示，通过不同的光源分别向光纤耦合器14输入0.1mw、158mw、1500mw的输入光，将光纤耦合器14的各输出端分别连接光功率计，分别记录输入光功率为0.1mw、158mw、1500mw对应的各输出端的功率值。六个光纤耦合器14的预设分光比为2％:98％，其2％端口分光比变化量的预设范围在[-2％*5％～2％*5％]即[-0.1％～0.1％]，以1号光纤耦合器14的实际分光比为例，输入光功率为0.1mw、158mw、1500mw对应的2％端口实际分光比为2％、2.02％、2.06％，预设分光比与各个不同的实际分光比的差值分别为0、-0.02％、-0.06％，上述三个差值均在预设范围内，则该光纤耦合器14对输入光的功率变化不敏感。由此可知，在输入光功率增大的情况下，光纤耦合器14的分光比变化较小，基本保持不变。
[0048]
参见图4所示，一些实施例中，对多根光纤08同时进行加热及拉锥工艺操作，包括：使多根光纤08的加热区熔融形成一根光纤。
[0049]
为了方便说明，以两根光纤08为例进行说明，如图4所示，可通过火焰或激光高温加热相互贴合的两根光纤08，使两根光纤08的加热区完全融合为一根光纤，各光纤08的相贴合的边界消失。常规光纤耦合器和本技术实施例提供的光学耦合器的具体制作参数见表3和表4所示。
[0050][0051]
表3常规光纤耦合器的制作参数
[0052][0053]
表4本技术实施例的光纤耦合器的制作参数
[0054]
参见图5和图6所示，一些实施例中，向光纤耦合器14输入不同的功率值的输入光，以获得与各个输入光对应的光纤耦合器14的实际分光比，包括：
[0055]
(1)通过光源模块向分光模块输入不同的功率值的输入光，具体包括：
[0056]
光源模块包括光源10与可调光衰减器11；其中，光源10为高功率光源；
[0057]
将光源10的输出端与可调光衰减器11的输入端连接，将可调光衰减器11的输出端与分光模块的输入端连接；
[0058]
调节可调光衰减器11使光源10提供不同功率值的输入光。
[0059]
如图5所示，一些实施例中采用最大功率为2w的高功率光源与可调光衰减器11连接。
[0060]
(2)通过分光模块将输入光分成两路，一路作为监控光，另一路作为测试光，具体包括：
[0061]
分光模块包括分光耦合器12，分光耦合器12包括一个输入端和两个输出端；
[0062]
将分光耦合器12的输入端与可调光衰减器11的输出端连接，其中，分光模块除了采用光纤耦合器，还可以采用分束器；
[0063]
将分光耦合器12的两个输出端中的一个作为监控端，监控端用于输出监控光，另一个作为测试端，测试端用于输出测试光。
[0064]
在一些实施例中，如图5所示，分光比为0.5％：99.5％的1
×
2分光耦合器12将光源10的输入光分成两部分，其中0.5％端口光作为监控光，用来监控进入光纤耦合器14的测试光功率；99.5％端口光用来作为输入光纤耦合器14的测试光。
[0065]
(3)测量并记录各个输入光对应的监控光的第一功率值以及测试光的第二功率值，具体包括：
[0066]
将监控端与第一光功率计13连接，通过第一光功率计13测量并记录输入光为不同功率时对应的第一功率值；
[0067]
将测试端与第二光功率计15连接，通过第二光功率计15测量并记录各个第一功率值对应的第二功率值。
[0068]
具体地，首先将高功率光源功率开至最大，然后调整可调光衰减器11的衰减量，通
过第一光功率计13读数建立进入待测试的光纤耦合器14光功率值基准，具体方案如图6所示，并由此可得到实际进入待测试的光纤耦合器14光功率对应表，如表5所示。
[0069]
no.第一光功率计13读数(uw)第二光功率计15读数(mw)177001500280015830.50.1
[0070]
表5输入待测试的光纤耦合器光功率的基准对照表
[0071]
(4)将测试光接入待测试的光纤耦合器14的输入端，测量并记录各个第二功率值对应的光纤耦合器14的输出端的功率值。
[0072]
使测试端与第二光功率计15断开连接；
[0073]
将光纤耦合器14的输出端分别连接不同的第三光功率计16，其中，第三光功率计16的数量与光纤耦合器14的输出端数量相同；
[0074]
通过各个第三光功率计16测量并记录各个第一功率值时对应的光纤耦合器的各个输出端的功率值。
[0075]
具体地，在记录第一光功率计13和第二光功率计15的读数后，将第二光功率计15拆卸下来，即断开第二光功率计15与分光耦合器12的连接；然后，将待测试的光纤耦合器14接入测试系统中，即将待测试的光纤耦合器14的输入端与测试端连接。
[0076]
将光纤耦合器14的输出端分别连接不同的第三光功率计16，通常光纤耦合器14的输出端为多个。一些实施例中以光纤耦合器14具有一个输入端和两个输出端为例，同时设置两个第三光功率计16，则光纤耦合器14一个输入端与分光耦合器12测试端连接，光纤耦合器14的两个输出端与两个第三光功率计16一一对应的连接；
[0077]
然后调整可调光衰减器11的衰减量，使第一光功率计13为上述步骤中(表5)记录的读数，依据上述的记录可获得对应的输入待测试的光纤耦合器14的光功率，此时，通过第三光功率计16可获取光纤耦合器14各输出端的功率值。使第一光功率计13依次为上述步骤中(表5)记录的读数，根据光纤耦合器14不同输入光功率下各输出端的输出功率值，即可计算出光纤耦合器在不同输入光功率下的分光比。
[0078]
在一些实施例中，如图5所示的光纤耦合器功率敏感性测试系统中，光源10的输出端与可调光衰减器11的输入端连接，可调光衰减器11的输出端与分光耦合器12的输入端连接，分光耦合器12具有一监控端和一测试端，监控端连接有第一光功率计13，将待测试的光纤耦合器14接入分光耦合器12的测试端，然后调整可调光衰减器11的衰减量，使第一光功率计13读数分别为0.5uw、800uw、7700uw，依据表5可知输入待测试的光纤耦合器14的光功率分别为0.1mw、158mw、1500mw；然后分别记录输入光纤耦合器14的功率值以及对应的第三光功率计16测量的功率值，具体测试记录表如表6和表2所示，根据光纤耦合器14输入功率及各端口输出功率值，即可计算出光纤耦合器14在不同光功率下分光比及损耗值。
[0079]
[0080]
表6光纤耦合器在不同输入功率下，输出功率记录表
[0081]
在一些可选实施例中，将光纤耦合器14的输出端分别连接不同的第三光功率计16，包括：在第三光功率计16与光纤耦合器14的输出端之间连接固定衰减器(图上未示出)，固定衰减器的数量与第三光功率计16的数量相同。由于功率计的测量范围通常较小，为避免超出第三光功率计16的测量范围，因此设置固定衰减器，根据第三光功率计16的测量值以及固定衰减器的衰减量可计算出光纤耦合器14输出端的实际光功率值。
[0082]
参见图7所示，根据本技术的另一个方面，提供了一种光纤耦合器，光纤耦合器14采用上述制备方法进行制备，使得该光纤耦合器14为功率不敏感的光纤耦合器，即输入光功率变化的情况下，该光纤耦合器14的输出端的分光比变化小，相对稳定，能够保证通信系统在输入光源功率发生变化时，各输出端口信号稳定输出，利于以后通信系统升级换代。
[0083]
在一些实施例中，光纤耦合器包括钢管09、置于钢管09内的石英圆管02，置于石英圆管02内的u型槽石英基板01，以及依次穿过钢管09、石英圆管02和u型槽石英基板01的光纤08，置于u型槽石英基板01内的部分光纤08为光纤08的耦合区03，其中，钢管09和石英圆管02之间填充有硅胶；u型槽石英基板01的两端与光纤08之间通过封装胶04进行固定，使得光纤耦合器14的耦合区03牢靠固定在u型槽石英基板01上；石英圆管02的两端与光纤08之间通过封装胶05进行密封；钢管09的两端分别设置有用于美化外观并保护光纤08的硅胶帽07，光纤08的两端分别穿设于硅胶帽07。
[0084]
综上，实施本实施例提供的光纤耦合器的制备方法及光纤耦合器，至少具有以下有益技术效果：通过对多根光纤08同时进行加热并拉锥，以获得功率不敏感的光纤耦合器14，通过对光纤耦合器14进行功率敏感性测试，进一步确定该功率不敏感的光纤耦合器14的输出端的分光比在输入光功率变化的情况下，基本保持不变，从而能够保证通信系统在输入光源功率发生变化时，各输出端口信号稳定输出，利于以后通信系统升级换代。
[0085]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。