[发明专利]基于折射率引导型光子晶体光纤的Y波导制造方法

说明书

本发明属于基于光子晶体光纤的波导制作技术领域，具体涉及一种基于折射率引导型光子晶体光纤的Y波导制造方法，该方法以折射率引导型光子晶体光纤替换常规的熊猫性保偏光纤，具有对环境因素不敏感，损耗小，单模传输能力强等优势。本发明的结构由如下要素组成：UV胶、玻璃套管、折射率引导型光子晶体光纤、铌酸锂波导芯片、金属管壳、粘接胶。本发明的特征是：低折射率UV胶填充进折射率引导性光子晶体光纤中，研磨后填充深度控制在50～150um，确保足够高的传输损耗以及尾纤偏振串音，制作成尾纤模块后与波导芯片耦合，最终封装。

技术领域

本发明属于基于光子晶体光纤的波导制作技术领域，具体涉及一种基于折射率引导型光子晶体光纤的Y波导制造方法。

背景技术

Y波导器件作为光纤陀螺的核心部件，在实际工程应用中还存在着温度敏感，噪声大，磁敏感以及抗辐射能力差等问题，严重影响光纤陀螺性能。目前通过优化结构，更精密的光纤绕制，更完善的信号处理方案以及有效的屏蔽技术可以较好的解决上述问题，但是这些技术措施使得陀螺更为复杂，成本大大增加。

而光子晶体光纤的独特构造具有以下独特优势：(1)对温度，电磁场，空间辐射等环境因素的敏感度低；(2)散射低，损耗小，传输参数稳定，对弯曲不敏感；(3)折射率引导型光子晶体光纤具有无限单模传输能力。报道表明，光子晶体光纤的温度稳定性比普通单模保偏光纤提高3至6倍，敏感性降低10至20倍，用光子晶体光纤替代常规的单模保偏光纤，可有效减小光纤陀螺的偏振误差，降低系统噪声，提高陀螺精度及其温度稳定性，减小陀螺尺寸。

由于折射率引导型光子晶体光纤的特性优势，国内科研院所及企业竞相将光子晶体光纤替代常规单模保偏光纤，由于国外的技术封锁以及较高的工艺难度，致使单位注意力集中在光子晶体光纤与常规光纤的熔接技术上面。然而，光子晶体光纤与普通保偏光纤熔接，熔接端面会形成光反射区域从而引入背向反射光噪声，另外熔接处孔隙塌陷的缺陷很难避免，会造成较大的熔接损耗以及降低尾纤偏振串音；空气孔内的空气在温度变化环境下，折射率的变化量与石英不匹配从而导致模场失配，而如果采用光子晶体光纤直接耦合Y波导技术，可避免上述问题，提高器件整体消光比及温度稳定性，为后期Y波导芯片直接耦合光子晶体光纤环打下良好的基础。另一方面由于光子晶体光纤传输损耗低，对弯曲不敏感的特性，而可进一步减小光纤陀螺尺寸，对于研制小型化高精度光纤陀螺技术提供有力的技术支持。

专利CN201510853161.X以及CN201510827293.5显示了光子晶体光纤与常规熊猫纤熔接方法，虽然可以明显提高熔接损耗，但是依然存在传统光纤与光子晶体光纤的耦合端面反射，给陀螺系统带入光噪声，且温度特性不如全光子晶体光纤的陀螺效果好。

专利CN201410484241.8重点是光子晶体光纤环的绕制，波导器件的出纤部位通过缩孔工艺调整模场直径和光纤环间的匹配，未说明光子晶体光纤的尾纤制作方法。

专利CN200610113700.7是将有机树脂加入到耦合断面，形成固态的连接结构，损耗相对较低，但有机树脂胶体的折射率和热敏系数较大，不利于温差大的环境应用，因此只适用于常温器件的耦合，并不能提高全文状态下光纤陀螺的整体稳定性需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何用折射率引导型光子晶体光纤代替传统熊猫保偏纤，以提高器件的性能以及环境适应性。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于折射率引导型光子晶体光纤的Y波导制造方法，所述方法包括：

步骤1：将光子晶体光纤与玻璃套管粘接在一起制作尾纤模块；

步骤2：高温烘烤后切割光纤并填充紫外胶，经充胶工艺处理后，确保110um-210um的填充深度；

步骤3：研磨尾纤模块，与垂直方向成45°，与Y波导器件耦合成器件并封装进金属管壳。