工艺参数对光纤耦合器性能影响的实验研究.pdfVIP

维普资讯 目围霞 工艺参数对光纤耦合器性能影响的 实验研究 帅词俊 段吉安 苗建字 (中南大学机 电工程学院 长沙 410083) 摘要 以六轴光纤耦合机为实验平台，利用 电子表面 偶和UJ一33型电位差计测得 了火焰的温度为 1100℃ 扫描显微镜观察了光纤耦合器的微观结构形貌，研究 左右 。 了熔融拉锥光纤耦合器的工艺参数、性能以及微观结 2．2实验流程 构三者之间的相关规律。 实验流程见图2，在光纤耦合器拉制前 ，需要对光 关键词 工艺参数 光纤耦合器 熔融拉锥 纤进行预处理 ，如光纤的剥覆 、打结与清洁等均用手 中图分类号 TN929．11 文献标识码 A 工完成。在光纤耦合器的拉制过程中，光功率探测器 将探测到的光功率转换成电信号 ，经过数模转换电路 1引言 转换成数字信号并传送到计算机系统 ．计算机将这些 光纤耦合器是一种光分路与合路的重要光无源 数据处理后 ，计算 出相应的分光比、插入损耗、附加损 器件，广泛应用于光纤通信 、光纤传感 以及相干光检 耗等参数 ，并实时显示。当输出端达到操作者预先设 测中l【l。熔融拉锥 (FusedBiconicalTaper，FBT)技术是 定的分光比时 ．计算机发出停机指令 ．主拉锥平 台自 光纤耦合器的基本制作方法。它利用熔融拉锥两根单 动停止拉锥 ，并且退出火焰。取出没有封装的耦合器 模 (或多模)光纤 ，产生一段双向圆锥结构。入射的光 作为测试样 。 功率在这个双锥体结构的耦合区发生光功率再分配， 一 部分光功率从”直通臂”继续传输 ．一部分光从”耦合 3实验结果与分析 臂”传输到另一光路 ．实现光功率的分配 。采用这种 在 目前的技术条件下．熔融温度通过高纯气体燃 技术制造的光纤耦合器能获得相对较低 的插入损耗 、 烧的方式获得．因此可调节的温度范围十分有限．这 较精确的分光比以及很高的性价比 Ol。但 目前市场上 里主要考虑拉锥速度对器件性能 的影 响 。在 50～ 广为应用的光纤耦合器存在两方面的问题 ，其一 ，成 400lxm／s速度范围内，以25的问距选取拉锥速度 ，共 品率不高，其二，器件性能的一致性差。本文通过研究 做 了 l5组实验 ，每组实验抽样 l0个 ，取平均值后如 熔融拉锥工艺参数与光纤耦合器结构形状的关系，找 表 1所示。 到解决问题的方案 根据表 1可得到不同拉伸速度下的损耗 曲线 (如 图3)、损耗偏差曲线 (如图4)与分光比偏差 (如图5)， 2实验过程 2．1实验台 本文选用的单模光纤直径为 1251,zm，纤芯经过渗 GeO2处理 ，包 层 为纯 SiO，采用 MCVD(modified chemicalvapordeposition)法制作。以XYGD—SA2002 图 1 实验系统 图 型六轴光纤耦合机为实验平台，如图 1所示。选用高 纯丙烷和高纯氧气燃烧获得熔融温度．利用 K系热电 收稿 日期 ：2004—07—03 作者简介：帅词俊 男 ．1976年生 ，博士研究生 研究方向：光纤器件制造 、计算机辅助设计与制造 项 目资助：国家重点 自然科学基金资助项 目(NO 图 2 实验流程 2004年菊12期 I允怠绉茂|矗