[发明专利]一种空芯反谐振光纤的熔接方法

说明书

本发明提供一种空芯反谐振光纤的熔接方法，包括：S1、获取第一待熔接光纤和第二待熔接光纤，其中所述第一待熔接光纤的模场直径大于所述第二待熔接光纤的模场直径；S2、对所述第二待熔接光纤进行热扩芯处理，直至所述第二待熔接光纤的模场直径在所述第一待熔接光纤的模场直径匹配范围内；S3、将所述第一待熔接光纤和热扩芯后的第二待熔接光纤进行熔接。本发明提出的光纤熔接方法，通过热扩芯技术，使得待熔接的两光纤模场能够相互匹配，并且熔接损耗较小。

技术领域

本发明涉及激光光电子技术领域，更具体地，涉及一种空芯反谐振光纤的熔接方法。

背景技术

空芯光子晶体光纤因其利用纤芯的空气导光而具有一些显著的优点。相比于实芯光纤，空芯光子晶体光纤可以利用空气的超低的瑞利散射和非线性系数，实现超低损耗和低非线性的光传输。此外，还可以提供更高的传播速度和激光损伤阈值。其中，空芯反谐振光纤是空芯光子晶体光纤新的研究焦点，空芯反谐振光纤能在很宽的光谱内实现反谐振反射导光，并且可以提供一个至多个倍频程的传输带宽。空芯反谐振光纤可以用于高功率激光传输、超短脉冲压缩，其相对于自由空间和毛细管这样的无波导或高损耗波导而言，具有较为良好的光束质量、长的光与物质的相互作用距离以及相对低的损耗，空芯反谐振光纤在传感、生物光子学以及量子光学等领域也有着巨大的应用前景，但是其要真正得到广泛应用，必须要能和普通单模光纤简便、低损耗地熔接。

现有的空芯反谐振光纤熔接技术通常采用的是电弧或石墨丝放电熔接法，具体的熔接过程如下：第一步预放电过程，清洁光纤上面杂物，然后再对准两光纤，设置间隔值；第二步再放电过程，软化光纤端面，此过程中电流过小，熔接点机械强度会减小，时间过长，光纤端面形状会改变或坍塌，变成球形；设置两光纤重合值开始第三步放电过程，按照设置好的熔接参数放电将两光纤熔接。

虽然放电熔接法可以快速的熔接两光纤，并且接点结构紧凑牢固，但是该方法只适用于模场相差不大的光纤熔接。对于空芯反谐振光纤和单模光纤，两者模场相差过大，并且前者纤芯和包层毛细管中都是空气，直接用放电熔接会导致熔接损耗过大，以至于无法使用。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种光纤熔接方法，包括：

S1、获取第一待熔接光纤和第二待熔接光纤，其中所述第一待熔接光纤的模场直径大于所述第二待熔接光纤的模场直径；

S2、对所述第二待熔接光纤进行热扩芯处理，直至所述第二待熔接光纤的模场直径在所述第一待熔接光纤的模场直径匹配范围内；

S3、将所述第一待熔接光纤和热扩芯后的第二待熔接光纤进行熔接。

其中，步骤S2之前还包括：

估算所述第一待熔接光纤模场直径匹配范围。

其中，步骤S3之前还包括：

移动所述热扩芯后的第二待熔接光纤，直至所述热扩芯后的第二待熔接光纤的纤芯对准所述第一待熔接光纤的纤芯。

其中，步骤S2包括：

基于预设的加热参数，使所述第二待熔接光纤在光纤拉锥机上加热，并在加热过程中估测所述第二待熔接光纤的模场直径扩大范围，直到所述第二待熔接光纤的模场直径达到所述第一待熔接光纤的模场直径匹配范围内。

其中，步骤S2还包括：

基于预设的加热参数，使所述第二待熔接光纤在光纤拉锥机上加热，并在加热后测量热扩芯后第二待熔接光纤与所述第一待熔接光纤的对接损耗值；

当所述对接损耗值最小时，得到所述第二待熔接光纤最佳热扩芯参数。

其中，所述加热参数包括：

加热时间、氢氧焰温度、火苗位置。