保偏光纖耦合中消光比的改善技術(shù)研究.pdf

1、隨著相干光纖通信的發(fā)展，對(duì)保偏光纖連接器的性能要求越來越高。相對(duì)普通單模光纖連接器而言，保偏連接器具有一些技術(shù)難點(diǎn)。消光比是描述其保持偏振光偏振態(tài)能力的重要參數(shù)。由于保偏連接器在設(shè)計(jì)及制作過程中不可避免地引入連接應(yīng)力，使現(xiàn)階段的消光比大多低于30dB，以25dB為標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)一次合格率過低，約為60％～70%，成本過高。本課題針對(duì)DSDBR(Digital Super Mode-Distributed Bragg Reflector數(shù)字超

2、模分布布拉格反射器)可調(diào)激光器輸出端的永久性保偏光纖連接器，全方位研究消光比技術(shù)，進(jìn)行了一系列的改善，使消光比分布中心值提高到30dB以上，合格率達(dá)到85%以上。
　　本文主要圍繞以下幾個(gè)方面展開討論：通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比消光比的兩種測(cè)試方法；保偏光纖連接器封裝技術(shù)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改善；環(huán)境測(cè)試等。論文完成的主要研究工作、實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果如下：
　　1)研究了兩種消光比性能參數(shù)的測(cè)試方法
　　基于平面單色光波偏振態(tài)的不同表征方式，

3、存在兩種消光比測(cè)試方法——旋轉(zhuǎn)起偏器法、邦加球法。前者為直接測(cè)量，測(cè)試范圍較窄，探測(cè)功率呈正弦變化；后者為間接測(cè)試，可通過改變溫度、壓力、波長幾種方法實(shí)現(xiàn)，結(jié)果一致性高。實(shí)驗(yàn)表明，前者相對(duì)后者易受到輸入偏振光波長、功率影響。
　　2)改善保偏光纖連接器封裝技術(shù)，提高消光比性能
　　基于彈光效應(yīng)對(duì)光纖雙折射的影響，通過改善保偏光纖連接器封裝技術(shù)，緩解光纖應(yīng)力，提高消光比。通過有限元模型分析、實(shí)驗(yàn)對(duì)比兩種常用插芯材料——冕玻璃B

4、K7、氧化鋯陶瓷對(duì)消光比影響的差異；分析環(huán)氧樹脂膠固化性能，設(shè)計(jì)更合理省時(shí)的固化程序，使消光比合格率得到15%以上的大幅度提高。
　　3)創(chuàng)新性的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高消光比性能
　　同樣基于彈光效應(yīng)理論，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改善，緩解光纖應(yīng)力，提高消光比。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究表明，增大插芯細(xì)孔內(nèi)徑、減短細(xì)孔長度、增加插芯尾部過渡部分可改善消光比性能，數(shù)據(jù)表明其分布中心值增大到30dB以上。
　　4)根據(jù)光纖連接器國際標(biāo)準(zhǔn)GR326-C

5、ORE的環(huán)境測(cè)試，驗(yàn)證改善成果
　　GR326-CORE環(huán)境測(cè)試的溫度循環(huán)、高溫高濕測(cè)試表明，改善后的保偏光纖連接器可經(jīng)受起惡劣環(huán)境的影響，同時(shí)測(cè)試結(jié)果顯示出消光比穩(wěn)定度不足的缺陷。
　　論文中討論的幾點(diǎn)改善工作具有一定的突破性，至今未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：一、優(yōu)化后的環(huán)氧樹脂膠在45℃、55℃的緩慢固化程序，既提高消光比性能又節(jié)省固化周期；二、增大陶瓷插芯細(xì)孔內(nèi)徑及增加尾部的過渡部分，突破了現(xiàn)有通用的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)提高消光比性能