專利名稱：一種靈活的全光纖諧振器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種全光纖諧振器的制作方法，屬于光纖通信、光纖傳感、儀器儀表領 域。
背景技術：
隨著光纖通信技術的不斷發展，光通信網路需要不斷地提高工作性能和降低運營 成本，其核心技術就在于光波導器件的微型化、集成化和規模化，而且未來的全光網絡需要 能夠實現各種功能的新型光波導器件。現有微環諧振器(簡稱微環)滿足了上述兩個要求，其具有體積小、功能強、結構 簡潔等的優點，非常適于大規模單片緊密集成，同時能實現包括濾波器、延遲器、緩存器、波 長復用/解復用和傳感器等功能單元，功能強大。利用微環制作的有源和無源器件一直在 光纖通信和光纖傳感領域發揮著重大的作用。微環諧振器的基本結構由直波導和環形波導 組成，其中直波導作為光信號的輸入或輸出通道，環形波導作為諧振腔。目前，使用平面波導仍是制作微環諧振器的最常用的一種方法，這種基于平面波 導制作微環諧振器的工藝方法是，通過使用光漂白技術、反應離子刻蝕技術、電子回旋共振 刻蝕技術、激光刻蝕技術、空間選擇極化技術或離子注入技術，對平面波導進行刻蝕、制備， 從而制作出一種基于平面波導的微環諧振器。隨著工藝的日益改進，利用InGaAsP/InP、 Ta2O5 · Si02、Si、SiN等材料已可制作出半徑小于50微米的微環，在一定程度上提高了器件 的集成度。但是，與其他集成器件一樣，這種基于平面波導的微環諧振器仍然具有較高的彎 曲損耗、散射損耗，以及與通信光纖因失配造成的連接損耗。這在一定程度上限制這種微環 諧振器的實際應用。而且，這種基于平面波導制作微環諧振器的工藝方法需要一批精密而 且昂貴的儀器，操作復雜，也不能靈活地改變微環的大小；同時，該工藝在制作多個微環諧 振器串聯的器件方面會遇到很多的阻礙。當前，在微環諧振器的制作工藝中，全光纖微環諧 振器的制作依然很難實現。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是主要針對目前制作微環的技術工藝主要集中在平 面波導制作，無法做到全光纖微環這一問題所提出的。本發明解決技術其問題所采用的技術方案是—種靈活的全光纖諧振器的制作方法，該制作方法包括以下步驟步驟一，取一根長度為1厘米到5厘米，包括相同折射率的第一芯子和第二芯子的 雙芯光纖，其第一芯子和第二芯子中心之間的距離為20微米到30微米，該雙芯光纖的包層 內部的材料摻有摻雜元素。步驟二，配置一臺紫外激光器。步驟三，在雙芯光纖上，任選一位置作為第一照射位置；在距離第一照射位置10 微米到1000微米處，設為第二照射位置。
步驟四，使用紫外激光器逐個對第一照射位置中的和第二照射位置中的包層內部 進行照射，直到第一照射位置及第二照射位置中的包層內部的折射率和雙芯光纖的第一芯 子及第二芯子的折射率相同，照射停止。步驟五，第一照射位置和第二照射位置中的包層內部及第一芯子和第二芯子，由 于折射率相同，在雙芯光纖中形成一個環形波導；環形波導和第一芯子以及第二芯子組成 微環諧振器，其中第一芯子為微環的上通道，第二芯子為微環的下通道。雙芯光纖的包層內部材料的摻雜元素為Ge和B、Ge或P。紫外激光器包括ArF準分子激光器、KrF準分子激光器或(X)2激光器。本發明和已有技術相比所具有的有益效果如下本發明是使用雙芯光纖來制作微環，可以靈活的控制微環的半徑的大小，實現了 全光纖微環諧振器的制作。本發明制作工藝簡單、靈活，能夠很好與通信光纖匹配，減小連 接損耗。本發明具有體積小、功能強、結構簡潔等的優點，能夠進一步提高大規模單片緊密 集成的集成度。本發明能夠實現濾波、傳感、波長復用/解復用等功能，故而適用于制作能 實現濾波器、延遲器、緩存器、波長復用/解復用和傳感器等功能單元，能夠很好的應用于 激光器、傳感器和濾波器等領域。
圖1為靈活的全光纖微環諧振器的制作示意圖。圖2為圖1的A-A剖面圖。圖3為全光纖微環諧振器的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對發明進一步說明。實施例一，一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，該制作方法包括以下步驟步驟一，取一根長度為1厘米，包括折射率均為1. 462的第一芯子11和第二芯子 12的雙芯光纖，其第一芯子11和第二芯子12中心之間的距離為20微米，該雙芯光纖的包 層內部32的材料摻有的摻雜元素為Ge和B。步驟二，配置一臺紫外激光器4，該激光器采用ArF準分子激光器。步驟三，在雙芯光纖上，任選一位置作為第一照射位置21 ；在距離第一照射位置 21有1000微米處，設為第二照射位置22。步驟四，使用紫外激光器4逐個對第一照射位置21中的和第二照射位置22中的 包層內部32進行照射，直到第一照射位置21及第二照射位置22中的包層內部32的折射 率和雙芯光纖的第一芯子11及第二芯子12的折射率相同，均為1. 462時，照射停止。步驟五，第一照射位置21和第二照射位置22中的包層內部32及第一芯子11和 第二芯子12，由于折射率相同，在雙芯光纖中形成一個環形波導；環形波導和第一芯子11 以及第二芯子12組成微環諧振器，其中第一芯子11為微環的上通道，第二芯子12為微環 的下通道。實施例二，一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，該制作方法包括以下步驟步驟一，取一根長度為5厘米，包括折射率均為1. 463的第一芯子11和第二芯子12的雙芯光纖，其第一芯子11和第二芯子12中心之間的距離為30微米，該雙芯光纖的包 層內部32的材料摻有的摻雜元素為Ge。步驟二，配置一臺紫外激光器4，該激光器采用KrF準分子激光器。步驟三，在雙芯光纖上，任選一位置作為第一照射位置21 ；在距離第一照射位置 21有10微米處，設為第二照射位置22。步驟四，使用紫外激光器4逐個對第一照射位置21中的和第二照射位置22中的 包層內部32進行照射，直到第一照射位置21及第二照射位置22中的包層內部32的折射 率和雙芯光纖的第一芯子11及第二芯子12的折射率相同，均為1. 463時，照射停止。步驟五，第一照射位置21和第二照射位置22中的包層內部32及第一芯子11和 第二芯子12，由于折射率相同，在雙芯光纖中形成一個環形波導；環形波導和第一芯子11 以及第二芯子12組成微環諧振器，其中第一芯子11為微環的上通道，第二芯子12為微環 的下通道。實施例三與實施例一和二的區別為步驟一，取一根長度為3厘米，包括折射率均為1. 461的第一芯子11和第二芯子 12的雙芯光纖，其第一芯子11和第二芯子12中心之間的距離為25微米，該雙芯光纖的包 層內部32的材料摻有的摻雜元素為P。步驟二，配置一臺紫外激光器4，該激光器采用(X)2激光器。步驟三，在雙芯光纖上，任選一位置作為第一照射位置21 ；在距離第一照射位置 21有100微米處，設為第二照射位置22。實施方式中的雙芯光纖是按設計要求定做的，設計要求第一芯子11和第二芯子 12具有相同折射率，第一芯子11和第二芯子12中心之間的距離為20微米到30微米，包層 內部32的材料摻有摻雜元素。
權利要求
1.一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，其特征在于，該制作方法包括以下步驟步驟一，取一根長度為1厘米到5厘米，包括相同折射率的第一芯子(11)和第二芯子 (12)的雙芯光纖，其第一芯子(11)和第二芯子(12)中心之間的距離為20微米到30微米， 該雙芯光纖的包層內部(3 的材料摻有摻雜元素；步驟二，配置一臺紫外激光器；步驟三，在雙芯光纖上，任選一位置作為第一照射位置，在距離第一照射位置 (21) 10微米到1000微米處，設為第二照射位置(22)；步驟四，使用紫外激光器(4)逐個對第一照射位置中的和第二照射位置02)中 的包層內部(32)進行照射，直到第一照射位置及第二照射位置02)中的包層內部 (32)的折射率和雙芯光纖的第一芯子(11)及第二芯子(12)的折射率相同，照射停止；步驟五，第一照射位置和第二照射位置02)中的包層內部(32)及第一芯子(11) 和第二芯子(12)，由于折射率相同，在雙芯光纖中形成一個環形波導；環形波導和第一芯 子(11)以及第二芯子(12)組成微環諧振器，其中第一芯子(11)為微環的上通道，第二芯 子(12)為微環的下通道。
2 根據權利要求1所述的一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，其特征在于，步驟一 中的雙芯光纖的包層內部(3 材料的摻雜元素為Ge和B、Ge或P。
3.根據權利要求1所述的一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，其特征在于，步驟二 中的紫外光激光器包括ArF準分子激光器、KrF準分子激光器或(X)2激光器。
全文摘要
本發明公開了一種靈活的全光纖諧振器的制作方法，屬于光纖通信、光纖傳感、儀器儀表領域。其制作方法是使用紫外激光器(4)對包含了相同折射率的第一芯子(11)和第二芯子(12)的雙芯光纖的包層內部(32)進行照射，使得照射位置的折射率和光纖的第一芯子(11)及第二芯子(12)的折射率相同，從而在光纖的包層內部(32)形成了一個環形波導，環形波導和作為上通道的第一芯子(11)及作為下通道的第二芯子(12)組成微環諧振器。本發明解決了全光纖微環的制作問題，適用于濾波器、延遲器、緩存器、波長復用/解復用和傳感器等器件。本發明制作工藝簡單、靈活，能夠很好與通信光纖匹配，減小連接損耗，具有體積小、功能強、結構簡潔等的優點。
文檔編號G02B6/02GK102096157SQ201010559180
公開日2011年6月15日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者劉超, 寧提綱, 李卓軒, 祁春慧, 裴麗, 趙瑞峰, 高嵩 申請人:北京交通大學