專利名稱：超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，尤其是一種可有效改善耦合均勻性，以達到超平坦寬帶目的的單窗光纖耦合方法。
背景技術：
光纖耦合器，又稱光纖分歧器，主要作用是將光訊號由一條光纖中分至多條光纖的元件，以進行光訊號的分波或結合。目前大多應用于通信、衛星電視、光纖到家、區域網路的建構等。以燒結式光纖耦合器的制作為例，系使用一熱源使兩條分別獨立的光纖經由高溫的燒熔而軟化，并經由燒結機臺的拉伸，使光訊號由其中一條光纖耦合至另一條光纖，以達到分光的需求。其優點則在于損耗低、高方向性及環境穩定性佳。
有關光纖耦合器的基本特性，以波長1550、分光比為50/50者為例，大致系如下列操作波長 1550±40nm插入損失 ≤3.5dB均勻性 ≤0.6dB偏振相關損失 ≤0.1dB溫度穩定性(-40-85℃) ±0.1dB操作及儲存溫度 -40-85℃返回損失 ≥55dB以上述光纖耦合器基本特性，相較Generic Require-ments for PassiveOptical Components所訂定的規范(針對1×N Coupler而言)大致相符，但在均勻性(規范為≤0.6 log2(N))則仍有改善的空間。
就單窗的寬帶耦合器(WBC)為例，其操作波長雖為1550，但在實際進行燒結耦合時，仍將1310波長視為一個觀察指標，以衡量其均勻性的優良。而目前光纖耦合器的制造方式，系其均勻性仍有改善空間的主要原因如上所述，光纖耦合器系由兩條光纖以熱源加溫并予拉伸進行耦合，如圖1所示為光纖拉伸長度與分光比的特性曲線圖，圖中實線曲線表示光纖在波長1550時，其拉伸長度與分光比的相對關系，虛線曲線則表示光纖在波長1310時，其拉伸長度與分光比的相對關系，由圖中曲線可以看出，當拉伸長度約為3.3-3.4mm時，光纖工作波長在1550時其分光比為50％，光纖工作波長在1310時其分光比則僅約20％左右，由此可見，光纖在波長1550時耦合的速度較1310時快，換言之，光纖燒結耦合的過程中，在波長1550到達預定分光比時，在波長1310的分光比相對較低，因而造成其均勻性較不理想(其特性曲線如圖2所示)。
由上所述可知，現有光耦合器的均勻性仍有改善的空間。

發明內容
本發明的目的是提供一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，該方法可有效提升均勻性。
本發明的技術方案是一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，包括下列步驟(1)確認光纖耦合器的應用波長、分光比等規格；(2)改變光纖導波路的傳播常數，以設定分光耦合的頂點，并將其高于預定的分光比；(3)將光纖與另一光纖進行燒結耦合；(4)即時監測光纖耦合過程中的分光比，并與設定的分光耦合頂點比較，據以決定是否停火；(5)到達停火點，停止燒結。
上述方法于燒結停止后，利用機臺因機械特性產生的停止延遲，使光纖分光比由設定的頂點向下降而到達預定分光比，在此狀況下，高波長已到達分光比，而低波長因停止延遲而仍然向上提升，由此可有效提升均勻性。
上述設定分光耦合頂點，系透過預拉光纖改變其傳播常數。
本發明的優點是1.均勻性顯著提高在Generic Require-ments for Passive OpticalComponents訂定的規范中，均勻性為重要的參數之一，已知的光纖耦合器在均勻性上雖可符合規范，但透過本發明制程改善，可顯著提升其均勻性，當光纖耦合器運用在波長差異較大的光源時，不致對分光比造成明顯的差異。
2.兼具寬帶效應由于本發明系于光纖燒結前先透過預拉方式改變光纖的傳播常數，以設定分光耦合頂點，而透過此一步驟也可使制作的光纖耦合器出現一些寬帶效應，也即可在光源波長改變時，縮小分光比的波動。


下面結合實施例對本發明作進一步的描述圖1為光纖拉伸長度與分光比的特性曲線圖；圖2為現有單窗光纖耦合器的特性曲線圖；圖3為本發明的流程圖；圖4為本發明在不同波長時的特性比較圖；圖5為本發明的實際測試的特性曲線圖。
具體實施例方式
實施例一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，包括下列步驟(1)確認光纖耦合器的應用波長、分光比等規格；(2)改變光纖導波路的傳播常數，以設定分光耦合的頂點，并將其高于預定的分光比；(3)將光纖與另一光纖進行燒結耦合；(4)即時監測光纖耦合過程中的分光比，并與設定的分光耦合頂點比較，據以決定是否停火；(5)到達停火點，停止燒結。
為了便于了解，以下僅配合特定規格(波長1550，分光比50/50)的單窗光纖耦合器進一步說明本發明的方法本實施例的光纖耦合器雖屬單窗(波長1550)，但在進行燒結時，將配合另一波長(1310)的光源作即時監控，以檢測其均勻性(平坦度)。而由上述流程可知，本發明首先確認所制作光纖耦合器的產品規格，根據上述應用實施例可知，其應用波長為1550，分光比為50/50。
接著透過改變光纖的傳播常數，設定一分光耦合的頂點，作為停火點，該頂點系高于預定的分光比，意即高于50，于本實施例中，系將該頂點為預定分光比50的1.05倍，也即52.5。當分光比不同時，上述頂點也須隨之調整，例如分光比1/99時，頂點為預定分光比的1.15倍，分光比25/75時，頂點為預定分光比的1.1倍等等。而達成上述設定頂點的具體手段系透過一預拉手段，先將光纖拉伸一適當長度。
在完成上述步驟之后，上述光纖即在特定的控制參數下(如火炬頭、拉伸速度、氣體流量及先前預拉的長度等)與另一條光纖進行燒結。
在燒結耦合的過程中，即時監測耦合中光纖的分光比，并與上述設定的頂點比較。
當監測的分光比到達52.5時，隨即停火燒結，如圖4所示，上述停火點的分光比52.5為高于預定制作的50，但因機臺停火后會產生停止延遲，故將會持續耦合一小段時間(約0.2秒)，但因分光比已達頂點，故將會向下驟降，在停止延遲消失時，分光比適可接近于預定值。
如上所述，在燒結耦合過程中，也同時監控另一波長的分光比變化，由于本發明將停火點設定為高于預定分光比，故停火時，1550波長與1310波長的分光比均高于預定值，但1310波長耦合速度較慢，故仍未到達預定分光比，但因停火后的停止延遲，使310波長仍在向上提升(如圖4所示)，故可使550波長與1310波長之間可以取得一極佳的均勻性(如圖5所示的特性曲線)。
權利要求
1.一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，包括下列步驟(1)確認光纖耦合器的應用波長、分光比等規格；(2)設定分光耦合的頂點，并將其高于預定的分光比；(3)將光纖與另一光纖進行燒結耦合；(4)即時監測光纖耦合過程中的分光比，并與設定的分光耦合頂點比較，以決定是否停火；(5)到達停火點，停止燒結，并產生停止延遲。
2.根據權利要求1所述的超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，其特征在于所述設定分光耦合頂點，系透過預拉光纖改變其傳播常數達成。
3.根據權利要求1所述的超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，其特征在于所述分光耦合頂點系依不同的預定分光比而有所不同。
全文摘要
本發明公開一種超平坦寬帶單窗光纖耦合器的制作方法，主要系先利用光纖延伸長度與分光比間的特性關系，以預拉手段改變待耦合光纖的延伸長度以調整其傳播常數，以定義出分光比的概點頂點，并設為停火點，接著將其與另一光纖進行燒結耦合，并即時監控其分光比及進行停火判斷，當耦合中的光纖分光比到達該較高分光比值時即停止燒結，再利用機臺機械特性產生的停止延遲，使光纖分光比由較高停止點向下降而到達預定分光比，由此不僅可達到預定的分光比，更可以有地提升其均勻性。
文檔編號G02B6/26GK1441269SQ0311289
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月25日 優先權日2003年2月25日
發明者張連科 申請人:蘇州萬旭電子元件有限公司