[实用新型]一种基于回音壁微球谐振器的集成光纤内耦合器

说明书

本实用新型提供了一种基于回音壁微球谐振器的集成光纤内耦合器，包括宽带光源，回音壁结构，光谱分析仪。其中回音壁结构由单模光纤，紫外胶，微球构成。其特征在于：所述的单模光纤内有一空气腔，空气腔内有一条悬浮纤芯，空气腔侧面有一小孔，用作空气腔的开放通道，悬浮纤芯与微球相接触并通过紫外胶粘连，以形成回音壁结构。由宽带光源发出的光经过此回音壁结构，并传输至光谱分析仪，形成回音壁模式谐振器。本实用新型具有结构紧凑、操作方便、耐用性高、易于集成、品质因素高等优点，可用于低阈值激光器、传感器、滤波器、光电子信息等。

技术领域

本实用新型提供了一种基于回音壁微球谐振器的集成光纤内耦合器，属于光纤器件技术领域。

背景技术

当光通过全内反射沿着腔的边缘行进时，如果腔周围的光路是波长的整数倍，则可以形成驻波。这种驻波模式通常被称为回音壁模式，形成的腔被称为回音壁模式谐振腔。回音壁模式谐振器是光在圆形光学谐振腔中通过连续全内反射传播时形成的。回音壁模式谐振腔可由不同的形状构成，如微盘，微碟，微球等。其中以微球结构激发回音壁模式应用最为广泛。在许多回音壁模式应用中，迫切需要一种坚固、高效和灵活的耦合方法。利用倏逝场激发回音壁模式谐振腔的方法，包括棱镜法、角抛光光纤尖端法和锥形光纤法。虽然使用高折射率棱镜的耦合是灵活和高效的，但它需要准直光学元件。使用侧面抛光光纤或锥形光纤进行耦合的主要优点在于，可以使用单模光纤同时激发和检测谐振。然而，侧面抛光光纤的耦合效率相对较低。虽然锥形光纤耦合微球谐振器具有高耦合效率和高品质因素，为耦合问题提供了光纤集成解决方案，实现了近理想耦合，但是光纤锥体的结构脆弱，且受环境变化影响较大，实现长时间的稳定运行仍然比较困难。

回音壁模式谐振器具有体积小，品质因数高等优点，在光子学中具有广阔的应用前景。回音壁模式谐振器的谱线宽度很窄，周期强度很大，所以应用很广。例如高灵敏度传感器，窄带滤波器，微激光器和调制器等。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术不足，提供一种基于回音壁微球谐振器的集成光纤内耦合器，具有结构紧凑、操作方便、耐用性高、易于集成、品质因素高等优点。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：一种基于回音壁微球谐振器的集成光纤内耦合器，包括宽带光源，回音壁结构，光谱分析仪。回音壁结构由单模光纤，紫外胶，微球构成。其特征在于：述的单模光纤内有一空气腔，空气腔内有一条悬浮纤芯，空气腔侧面有一小孔，用作空气腔的开放通道，悬浮纤芯与微球相接触并通过紫外胶粘连，以形成回音壁结构。

所述单模光纤的纤芯直径和光纤直径分别为8μm和125μm，纤芯折射率为1.4682；单模光纤内的空气腔长度和高度分别为70μm和100μm；空气腔内的悬浮纤芯长度和直径分别为70μm和2μm；所述的微球的材料为钛酸钡，折射率为1.9。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是

1、回音壁模式谐振器选用价格低廉的普通单模光纤，紫外胶，微球制备，具有成本低，制作简单的优点；

2、回音壁模式谐振器结构紧凑、耐用性高且具有较高的品质因素；

3、回音壁模式谐振器与锥形光纤耦合微球方式相比较，提高了器件鲁棒性且易于集成。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的实施应用系统示意图。

图2为本实用新型回音壁结构示意图。

图中，1.宽带光源，2.回音壁结构，3.光谱分析仪，4.单模光纤，4a.单模光纤纤芯，4b.单模光纤包层，5.小孔，6.微球，7.紫外胶，8.空气腔，9.空气腔内悬浮纤芯。

具体实施方式