專利名稱：金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微光學元件，尤其是涉及一種金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧 振腔。
背景技術(shù)：
光學諧振腔在光信息處理、傳感、有源器件中有廣泛的用途。目前實現(xiàn)光學
諧振腔的結(jié)構(gòu)主要有F—P腔、微球諧振腔、盤型諧振腔等等。近年來，隨著光 纖制備工藝的改進，低損耗的微納光纖已經(jīng)被制備出來，并且有望應(yīng)用于微納 光子學器件，提高器件集成度。環(huán)形光纖諧振腔就是其中一例。國際上得到微 光纖光學諧振腔的方法主要是將納米光纖通過范德瓦爾斯力和靜電力直接相接 觸，形成環(huán)形或螺旋形諧振腔，或者將光纖打結(jié)制成環(huán)形結(jié)諧振腔。但是范德 瓦爾斯力和靜電力都較弱，使得直接相接觸的環(huán)形諧振腔不夠穩(wěn)定，同時環(huán)形 結(jié)諧振腔耦合相對難調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，利用微 米直徑光纖制備穩(wěn)定的環(huán)形諧振腔，調(diào)節(jié)耦合長度可以控制輸出達到臨界耦合, 而且給金屬棒通電也可以調(diào)節(jié)諧振腔的諧振特性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
將微光纖纏繞在金屬棒上制成光學環(huán)形諧振腔，微光纖環(huán)光纖接觸處耦合， 拉錐光纖的一端為光信號輸入端，拉錐光纖的另一端為輸出端。
本發(fā)明具有的有益效果是本發(fā)明的諧振腔具有很好的穩(wěn)定性，易于控制 和調(diào)節(jié)，可以通過調(diào)節(jié)耦合區(qū)微光纖重疊的長度來調(diào)節(jié)輸出，可以達到臨界耦 合狀態(tài)，可以在溶液中使用，還可以通過給金屬棒通電來調(diào)節(jié)諧振腔特性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是環(huán)形諧振腔在空氣中的典型透射譜；
(a)是多個峰時的典型諧振譜，(b)是調(diào)節(jié)耦合長度達到臨界耦合時典型
的單個諧振峰。
圖4是通過調(diào)節(jié)耦合長度而改變輸出的情況；(a)是透射率隨輸入光纖與
輸出光纖之間角度(圖2中的0)，即相對于耦合長度變化的情況，(b)調(diào)節(jié)耦 合過程中，單個峰深度的典型變化過程。
圖5是金屬棒通電以后，諧振峰隨電流大小而移動的情況。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
如圖l、 2所示，本發(fā)明是將光纖拉細到微米量級并且保持不拉斷，再將微 光纖纏繞在金屬棒3上制成光學環(huán)形諧振腔，微光纖環(huán)上光纖接觸處4形成耦 合，同時拉錐光纖的一端1為光信號輸入端，拉錐光纖的另一端2為輸出端。
所述的微光纖直徑均為1 5pm。所述的環(huán)形諧振腔，其直徑由金屬棒直徑 決定。金屬棒直徑一般不超過2cm。所述的金屬棒3為金、銀或銅棒。所述的 環(huán)形諧振腔是一圈或多圈結(jié)構(gòu)。多圈結(jié)構(gòu)的最大圈數(shù)由金屬棒引入的損耗決定， 一般不超過十圈。
(1) 使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出直徑約為2"m微光纖，在光學 顯微鏡下將微光纖纏繞在銅棒上制備直徑480ym的環(huán)形諧振腔，然后，輸入可 調(diào)諧激光，測量諧振特性，通過調(diào)節(jié)耦合長度達到臨界耦合。圖l、 2是本發(fā)明 的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖3 (a)是該環(huán)形諧振腔在空氣中輸入可調(diào)諧激光得到的 透射光譜，計算所得Q值約為4000;圖3 (b)是在臨界耦合情況測得的單個峰 的典型透射譜，通過理論計算得到銅棒引入的損耗大概是3.62dB/mm。
(2) 使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出2um微光纖，同樣的方法制備 出環(huán)形諧振腔，通過調(diào)節(jié)精密旋轉(zhuǎn)臺，調(diào)節(jié)輸出光學特性。圖4為環(huán)形諧振腔 的透射譜隨輸入光纖與輸出光纖之間角度，即耦合長度變化的情況，可以看出 調(diào)節(jié)耦合區(qū)長度可以有效的調(diào)節(jié)輸出特性。(a)是透射率隨輸入光纖與輸出光 纖之間角度(圖1中的小)，即相對于耦合長度變化的情況，(b)調(diào)節(jié)耦合過程 中，單個峰深度的典型變化過程。
(3) 使用普通單模光纖高溫拉伸法制備出3um微光纖，同樣的方法制備 出環(huán)形諧振腔，給金屬棒加上電流，改變電流大小測量輸出特性的變化。附圖5 為環(huán)形諧振腔的透射譜移動隨電流大小變化的情況。在電流比較小時，頻譜移 動與電流大小幾乎滿足線性關(guān)系，從而可以實現(xiàn)用小電流精確控制諧振峰位置。
本發(fā)明將微光纖纏繞在金屬棒上制成金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振 腔，具有非常好的穩(wěn)定性，輸出特性可調(diào)，通過調(diào)節(jié)可以達到臨界耦合。同時 還可以通過給金屬棒通電來調(diào)節(jié)諧振特性。
權(quán)利要求
1、金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，其特征在于將微光纖纏繞在金屬棒上制成光學環(huán)形諧振腔，微光纖環(huán)光纖接觸處耦合，拉錐光纖的一端為光信號輸入端，拉錐光纖的另一端為輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，其特征在于所述的微光纖直徑均為1 5pm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，其特征在于所述的環(huán)形諧振腔，其直徑由金屬棒直徑?jīng)Q定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，其特征在于所述的金屬棒為金、銀或銅棒。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔，其特征在 于所述的環(huán)形諧振腔是一圈或多圈結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬棒支撐的微光纖環(huán)形光學諧振腔。將微光纖纏繞在金屬棒上制成環(huán)形諧振腔，微光纖環(huán)上光纖接觸的地方形成耦合，拉錐光纖的一端為光信號輸入端，另一端為輸出端。本發(fā)明的諧振腔具有很好的穩(wěn)定性，易于控制和調(diào)節(jié)，可以通過調(diào)節(jié)耦合區(qū)微光纖之間的長度來調(diào)節(jié)輸出，可以達到臨界耦合狀態(tài)，可以在溶液中使用，還可以通過給金屬棒通電來調(diào)節(jié)諧振腔特性。
文檔編號H01S3/081GK101105554SQ200710070400
公開日2008年1月16日 申請日期2007年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月30日
發(fā)明者姜校順, 李宇航, 童利民, 欣 郭 申請人:浙江大學