基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-Pérot諧振腔及其製備方法

2023-05-06 05:01:16 1

專利名稱：基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-Pérot諧振腔及其製備方法
技術領域：
本發明涉及微光學元件，尤其是涉及一種基於微光纖環形鏡的全光纖 Fabry-P6rot諧振腔及其製備方法。
背景技術：
Fabry-P6rot諧振腔是一種重要的多光束幹涉器件，在雷射器、傳感器系統 中具有重要應用。隨著光纖製備工藝的改進，低損耗的微納光纖已經被製備出 來，並且已應用於製作微納光子學器件，但是，還未見用微光纖環形鏡製作全 光纖Fabry-P6rot諧振腔的報導。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種基於微光纖環形鏡的全 光纖Fabry-P6rot諧振腔及其製備方法。
本發明解決其技術問題採用的技術方案是 一種基於微光纖環形鏡的全光 纖Fabry-P6rot諧振腔，它主要由三根微光纖組成。第一微光纖製備成由兩個微 光纖環形鏡A和B組成的全光纖Fabry-P6rot諧振腔。第二微光纖與所述全光纖 Fabry-P6rot諧振腔的一端耦合，用來輸入光信號。第三微光纖與全光纖Fabry-P 6rot諧振腔的另一端耦合，用來收集全光纖Fabry-P6rot諧振腔的共振光信號。
進一步地，所述的微光纖直徑均為1-2 pm。
上述基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的製備方法，包括以下 步驟
(1) 從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為1-2 pm的第一微光纖；
(2) 將第一微光纖放置於氟化鎂玻璃襯底上，利用兩根錐形光纖探針在光學顯 微鏡下操縱第一微光纖，構造出由兩個微光纖環形鏡組成的全光纖Fabry-P6rot 諧振腔；
(3) 從單模光纖中拉制出直徑為1-2 pm的第二微光纖，將第二微光纖相切地搭
3在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地耦合起 來，用以引入光源信號；
(4)從單模光纖中拉制出直徑為1-2 pm的第三微光纖，將第三微光纖相切地搭 在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的另一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地耦合 起來，用來收集全光纖Fabry-P6rot諧振腔的共振光信號。
本發明具有的有益效果是本發明的Fabry-P6rot諧振腔，是一種全光纖光 學器件。具有小型化、製備簡單、易於與光纖系統集成等特性。目前獲得的最 大Q值為5700，自由光譜區範圍為0.5-2nm，最大消光比為18dB。


圖1是本發明基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的結構原理示意圖。
圖2是本發明實施例1的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的透射光譜。 圖3是本發明實施例2的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的透射光譜，其中，(a) 是利用直徑1.42 nm的碲酸鹽玻璃光纖組裝的腔長為323 pm的全光纖Fabry-P6 rot諧振腔的透射光譜；(b)是在(a)所用結構的基礎上調節微光纖環形鏡A 的反射率後得到的透射光譜。
圖4是本發明實施例3的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的透射光譜，其中，(a) 是利用直徑1.69 Mm的碲酸鹽玻璃光纖組裝的腔長為618 pm的全光纖Fabry-P6 rot諧振腔的透射光譜。(b)是利用直徑1.69 pm的碲酸鹽玻璃光纖組裝的腔長 為577 pm的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的透射光譜。
具體實施例方式
下面根據附圖詳細說明本發明，本發明的目的和效果將變得更加明顯。 如圖1所示，本發明基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P^rot諧振腔主要由 三根微光纖組成，第一微光纖1製備成由兩個微光纖環形鏡A和B組成的全光 纖Fabry-P6rot諧振腔，第二微光纖2與全光纖Fabry-P6rot諧振腔的一端耦合， 用來輸入光信號，第三微光纖3與全光纖Fabry-P6rot諧振腔的另一端耦合，用 來收集全光纖Fabry-P6rot諧振腔的共振光信號。
所述的微光纖直徑均為1-2拜。製成的全光纖Fabry-P6rot諧振腔尺寸約為 400 jim x 600 (jm。本發明基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的製備過程如下
(1) 從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為1-2 pm的第一微光纖；
(2) 將第一微光纖放置於氟化鎂玻璃襯底上，利用兩根錐形光纖探針在光 學顯微鏡下操縱第一微光纖，構造出由兩個微光纖環形鏡組成的全光纖Fabry-P 6rot諧振腔；
(3) 從單模光纖中拉制出直徑為l-2iam的第二微光纖，將第二微光纖相切 地搭在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地耦 合起來，用以引入光源信號；
(4) 從單模光纖中拉制出直徑為l-2pm的第三微光纖，將第三微光纖相切 地搭在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的另一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地 耦合起來，用來收集全光纖Fabry-P6rot諧振腔的共振光信號。
實施例1
從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為1.69 pm的微光纖並將其放置於氟化鎂 玻璃襯底上，在光學顯微鏡下製備出整體結構約為400nm x 600 pm的全光纖 Fabry-P6rot諧振腔，然後，輸入寬帶雷射，測量其諧振特性。圖2是該全光纖 Fabry-P6rot諧振腔中輸入寬帶雷射後在信號收集端得到的透射光譜，計算所得 的自由光譜範圍為0.88nm， Q值約為5700，消光比為18dB。
實施例2
從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為1.42 pm的微光纖並將其放置於氟化鎂 玻璃襯底上，在光學顯微鏡下製備出整體結構約為300 ^im x 500 |im ,等效腔 長為618,的全光纖Fabry-P6rot諧振腔，然後，輸入寬帶雷射，測量其諧振特 性。圖3 (a)是該全光纖Fabry-P6rot諧振腔中輸入寬帶雷射後在信號收集端得 到的透射光譜，計算所得的自由光譜範圍為1.97nm， Q值約為1700，消光比為 7dB。圖3 (b)是在圖3 (a)所用結構的基礎上調節微光纖環形鏡A的反射率 後得到的透射光譜，計算所得的自由光譜範圍為1.97nm, Q值約為3800，消光 比為15 dB。
實施例3從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為1.69 pm的微光纖並將其放置於氟化鎂 玻璃襯底上，在光學顯微鏡下製備出整體結構約為300拜x 500 pm ，等效腔 長為618pm的全光纖Fabry-P6rot諧振腔，然後，輸入寬帶雷射，測量其諧振特 性。圖4 (a)是該全光纖Fabry-P6rot諧振腔中輸入寬帶雷射後在信號收集端得 到的透射光譜，計算所得的自由光譜範圍為0.71nm， Q值約為4100，消光比為 11 dB。圖4 (b)是在圖4 (a)所用結構的基礎上調節等效腔長至577pm後得 到的透射光譜，計算所得的自由光譜範圍為0.77nm， Q值約為4000，消光比為 10dB。
當雷射輸入到由兩個微光纖環形鏡組成的結構中時，微光纖環形鏡的作用 類似於具有一定透射率和反射率的腔鏡。組合兩個微光纖環形鏡就構成了全光 纖Fabry-P6rot諧振腔，諧振腔內發生共振。
上述具體實施方式
用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本 發明的精神和權利要求的保護範圍內，對本發明作出的任何修改和改變，都落 入本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-Pérot諧振腔，其特徵在於，它主要由三根微光纖組成。第一微光纖製備成由兩個微光纖環形鏡A和B組成的全光纖Fabry-Pérot諧振腔。第二微光纖與所述全光纖Fabry-Pérot諧振腔的一端耦合，用來輸入光信號。第三微光纖與全光纖Fabry-Pérot諧振腔的另一端耦合，用來收集全光纖Fabry-Pérot諧振腔的共振光信號。
2. 根據權利要求1所述的基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P6rot諧振腔，其特 徵在於，所述的微光纖直徑均為1-2 Mm。
3. —種權利要求1所述基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-P6rot諧振腔的製備方 法，其特徵在於，包括以下步驟(1) 從塊狀碲酸鹽玻璃中拉制出直徑為l-2pm的第一微光纖。(2) 將第一微光纖放置於氟化鎂玻璃襯底上，利用兩根錐形光纖探針在光學顯 微鏡下操縱第一微光纖，構造出由兩個微光纖環形鏡組成的全光纖Fabry-P6rot 諧振腔。(3) 從單模光纖中拉制出直徑為1-2 pm的第二微光纖，將第二微光纖相切地搭 在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地耦合起 來，用以引入光源信號。(4) 從單模光纖中拉制出直徑為1-2 Mm的第三微光纖，將第三微光纖相切地搭 在全光纖Fabry-P6rot諧振腔的另一端，通過範德瓦爾斯力和靜電力很好地耦合 起來，用來收集全光纖Fabry-P6rot諧振腔的共振光信號。
全文摘要
本發明公開了一種基於微光纖環形鏡的全光纖Fabry-Pérot諧振腔及其製備方法；它主要由三根微光纖組成，第一微光纖製備成Fabry-Pérot諧振腔，第二微光纖與諧振腔的一端耦合，用來輸入光信號，第三微光纖與諧振腔的另一端耦合，用來收集諧振腔中的共振光信號。本發明的全光纖Fabry-Pérot諧振腔結構簡單，具有小型化、良好的穩定性、易於控制和調節等特點。目前獲得的最大Q值為5700，自由光譜區範圍約為0.5-2nm，最大消光比為18dB。
文檔編號H01S3/081GK101424773SQ200810163150
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月18日 優先權日2008年12月18日
發明者王姍姍, 童利民, 胡志方 申請人:浙江大學