一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法与流程

1.本发明涉及光纤通信技术领域，具体涉及一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法。


背景技术：

2.光子集成化是光通信器件及模块的一大发展趋势,越来越多的光器件及模块涉及到芯片波导与光纤之间的高效光耦合，其中应用较多的耦合方法是端面耦合,即芯片波导端面与光纤端面通过物理接触来实现；但是由于芯片波导尺寸与光纤纤芯尺寸通常有较大差异,一般需要进行模场转换来实现光纤与芯片之间的模场匹配。现有技术下，通常是在芯片上设计ssc(模斑转换器)将芯片波导模场进行扩束,通过单模光纤熔接一小段uhna(超高数值孔径)光纤将单模光纤模场进行压缩,使芯片波导扩束后的模场直径与单模光纤压缩后的模场直径一致,这样可实现芯片与光纤之间的高效率耦合；实际工程化应用中,光纤一般通过fa(光纤阵列)结构来实现与芯片的粘接固定。
3.在某些应用场合,与芯片耦合的光纤需要用到保偏模场转换光纤,并需要控制保偏光纤慢轴方向与fa上表面平行或者垂直,以便于与芯片电场方向对准；但因为熔接了uhna光纤之后,无法从fa侧观察到保偏光纤慢轴方向。对此，通常在保偏光纤与uhna光纤熔接之前,对保偏光纤的慢轴方向进行打点标记,完成熔接后通过观察标记点来控制慢轴方向；但是这种做法精度控制低,受人为操作的影响较大,难以满足实际保偏光学耦合需要。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，能够完成慢轴方向高精度控制的保偏模场转换光纤fa的制作，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，包括以下步骤：
7.s1、依次将fa下盖板、检偏器以及光功率计水平且固定放置在同一轴线上，检偏器的偏振方向与fa下盖板所在平面垂直；
8.s2、将保偏光纤与uhna光纤熔接，制成保偏模场转换光纤；
9.s3、将保偏模场转换光纤沿轴向的一端放置在fa下盖板上，另一端与激光光源的尾纤连接；
10.s4、根据慢轴方向的角度允许偏差范围计算目标消光比，进而计算出光功率的目标值；
11.s5、开启激光光源并转动保偏模场转换光纤调节光功率计的读数至目标值，进而获取保偏模场转换光纤的慢轴方向。
12.进一步地，所述fa下盖板的上端面开设有若干道用于对光纤进行限位的v型凹槽，在保偏模场转换光纤的慢轴方向确定后，通过fa上盖板配合与所述fa下盖板配合将其夹紧光纤并填充光学胶水进行固化。
13.由以上技术方案可知，本发明基于消光比测定试验，可以通过具体的数值反映出具体的保偏模场转换光纤慢轴方向及角度，实现保偏模场转换光纤慢轴方向的高精确控制，再将保偏模场转换光纤与光纤阵列结构固定连接，以满足实际工程的化应用需求。
附图说明
14.图1为本发明的步骤流程示意图；
15.图2为本发明的慢轴方向控制所用装置的示意图；
16.图3为本发明的光纤阵列的结构示意图；
17.图中：1、光功率计；2、检偏器；3、fa上盖板；4、fa下盖板；5、保偏模场转换光纤；6、底座；7、激光光源。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的一种优选实施方式做详细的说明。
19.如图1所示的保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，包括以下步骤：
20.s1、依次将fa下盖板、检偏器以及光功率计水平且固定放置在同一轴线上，检偏器的偏振方向与fa下盖板所在平面垂直；具体的，如图2所示，本优选实施例是将fa下盖板、检偏器以及光功率计固定放置在底座上通过夹具固定；
21.s2、将保偏光纤与uhna光纤熔接，制成保偏模场转换光纤；
22.s3、将保偏模场转换光纤轴向的一端放置在fa下盖板上，另一端与激光光源的尾纤连接；如图3所示，在具体的使用中，本优选实施例所述的fa下盖板的上端面开设有若干道用于对光纤进行限位的v型凹槽，可批量依次控制多个保偏模场转换光纤的慢轴方向；
23.s4、根据慢轴方向的角度允许偏差范围计算目标消光比，进而计算出光功率的目标值；
24.s5、开启激光光源并转动保偏模场转换光纤调节光功率计的读数至目标值，进而获取保偏模场转换光纤的慢轴方向；
25.由于透过两偏振片的光强随两偏振片的透光轴的夹角而变化，即：
26.i＝i0cos2θ
27.式中，i0是两偏振片透光轴平行(θ＝0)时的透射光强，上式所表示的关系称为马吕斯(malus)定律。当两偏振片的透光轴互相垂直时，如果偏振片是理想的(即自然光通过偏振片后成为完全的线偏振光)，透射光强应该为零，因此随着夹角的变化，可连续改变透射光的光强。
28.但实际的偏振器件总不是理想的，自然光透过后获得到的不是完全的线偏振光，而是部分偏振光。因此，即使两个偏振器的透光轴互相垂直，透射光强也不为零。称这时的最小透射光强与两偏振器透光轴互相平行的最大透射光强之比称为消光比，它是衡量偏振器件质量的重要参数；消光比愈小，偏振器件产生的偏振光的偏振度高。
29.本优选实施例中，保偏模场转换光纤和检偏器分别相当于一个偏振片，激光光源开启后产生的激光依次通过保偏模场转换光纤、检偏器以及光功率计，检偏器的偏振方向已知为竖直方向，而光的强度等于单位面积的光功率，因此通过光功率计的读数变化进行计算即可通过马吕斯定律获取保偏模场转换光纤的偏振方向及角度，即通过消光比大小来
获知保偏模场转换光纤慢轴方向；
30.同时在保偏模场转换光纤的慢轴方向确定后，通过fa上盖板配合与所述fa下盖板配合将其夹紧光纤并填充光学胶水进行固化，一根完整的保偏模场转换光纤即加工制作完成，有效提高了保偏模场转换光纤的加工效率。
31.以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。


技术特征：
1.一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、依次将fa下盖板、检偏器以及光功率计水平且固定放置在同一轴线上，检偏器的偏振方向与fa下盖板所在平面垂直；s2、将保偏光纤与uhna光纤熔接，制成保偏模场转换光纤；s3、将保偏模场转换光纤沿轴向的一端放置在fa下盖板上，另一端与激光光源的尾纤连接；s4、根据慢轴方向的角度允许偏差范围计算目标消光比，进而计算出光功率的目标值；s5、开启激光光源并转动保偏模场转换光纤调节光功率计的读数至目标值，进而获取保偏模场转换光纤的慢轴方向。2.根据权利要求1所述的保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，其特征在于，所述fa下盖板的上端面开设有若干道用于对光纤进行限位的v型凹槽，在保偏模场转换光纤的慢轴方向确定后，通过fa上盖板配合与所述fa下盖板配合将其夹紧光纤并填充光学胶水进行固化。

技术总结
本发明提供一种保偏模场转换光纤慢轴方向控制方法，首先依次将FA下盖板、检偏器以及光功率计水平且固定放置在同一轴线上，检偏器的偏振方向与FA下盖板所在平面垂直；然后将熔接后的保偏模场转换光纤沿轴向的一端放置在FA下盖板上的V型槽内，另一端与激光光源的尾纤连接；再根据慢轴方向的角度允许偏差范围计算目标消光比，进而计算出光功率的目标值；开启激光光源并转动保偏模场转换光纤调节光功率计的读数至目标值，即可获取保偏模场转换光纤的慢轴方向。本发明可以通过具体的数值反映出具体的保偏模场转换光纤慢轴方向及角度，实现保偏模场转换光纤慢轴方向的高精确控制，再将保偏模场转换光纤与光纤阵列结构固定连接，以满足实际工程的化应用需求。以满足实际工程的化应用需求。以满足实际工程的化应用需求。


技术研发人员：李韬 杨鹏毅 乔鹏飞 姚宗影 左标
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十三研究所
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/4/26