本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其是涉及多芯光纖扇入扇出方法以及結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、多芯光纖(multi-core?fiber，mcf)是一種包含多個獨(dú)立光纖纖芯的特殊光纖，這些纖芯可以分別作為信號傳輸通道，因而具備高傳輸容量且高集成度的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心和高速通信網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。然而，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和尺寸，多芯光纖無法直接與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(single?mode?fiber,smf)進(jìn)行熔接，因此需要借助多芯光纖扇入扇出(fan?infan?out,fifo)器件。fifo器件能夠?qū)崿F(xiàn)單個多芯光纖與多個單芯光纖之間的低損耗耦合。

2、目前，fifo器件的制備方法有以下四種：熔融拉錐法、光纖束法、直寫波導(dǎo)法以及空間光透鏡耦合法。但四種方法均存在缺陷：熔融拉錐法需嚴(yán)格控制加熱拉錐過程，工藝要求高；光纖束法操作過程較為復(fù)雜，且需要高精度的操作設(shè)備；直寫波導(dǎo)法加工時間長，所需激光器設(shè)備昂貴，成本較高；空間光透鏡耦合法方法操作復(fù)雜且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種工藝簡單、成本低的多芯光纖扇入扇出方法。

2、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之二在于提供一種工藝簡單、成本低的多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)。

3、本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

4、一種多芯光纖扇入扇出方法，包括以下步驟：

5、制備陣列尾纖：將每一單模光纖的包層直徑腐蝕至與多芯光纖的纖芯間距相同，將多個單模光纖穿入多孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管并固定形成陣列尾纖，對陣列尾纖端部進(jìn)行加工使端面形成傾角；

6、制備多芯尾纖：將多芯光纖穿入單孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管并固定形成多芯尾纖，對多芯尾纖端部進(jìn)行加工使端面形成傾角，所述多芯尾纖傾角的角度與陣列尾纖傾角的角度相等；

7、結(jié)構(gòu)成型：采用橋接管對陣列尾纖以及第一聚焦透鏡固定，采用橋接管對多芯尾纖以及第二聚焦透鏡固定，采用外封管對陣列尾纖以及多芯尾纖進(jìn)行封裝，此時結(jié)構(gòu)依次為陣列尾纖、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡以及多芯尾纖，所述第一聚焦透鏡以及所述第二聚焦透鏡的曲率半徑及長度相等；

8、單模光纖與多芯光纖耦合：所述陣列尾纖的單模光纖經(jīng)過所述第一聚焦透鏡的出射光束角度為θ，光束束腰半徑為ω，所述多芯尾纖經(jīng)過所述第二聚焦透鏡的出射光束角度也為θ，光束束腰半徑也為ω，因此多個所述單模光纖能夠與所述多芯光纖耦合。

9、進(jìn)一步的，在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為一面是平面另一面是球面的透鏡，靠近所述陣列尾纖一端為斜面，所述第一聚焦透鏡遠(yuǎn)離所述陣列尾纖一端為球面；所述第二聚焦透鏡靠近所述多芯尾纖一端為斜面，所述第二聚焦透鏡遠(yuǎn)離所述多芯尾纖一端為球面。

10、進(jìn)一步的，在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為兩面均為球面的透鏡。

11、進(jìn)一步的，在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為漸變折射率自聚焦透鏡。

12、進(jìn)一步的，所述多芯尾纖傾角的角度以及所述陣列尾纖傾角的角度均為6-12度。

13、進(jìn)一步的，在所述制備陣列尾纖步驟中，對所述陣列尾纖端部進(jìn)行加工包括拋光和研磨。

14、進(jìn)一步的，在所述制備多芯尾纖步驟中，對所述多芯尾纖端部進(jìn)行加工包括拋光和研磨。

15、本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

16、一種多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)，根據(jù)上述任意一種多芯光纖扇入扇出方法制造，所述多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)包括陣列尾纖、第一聚焦透鏡、橋接管、第二聚焦透鏡、多芯尾纖以及外封管，所述陣列尾纖包括多個單模光纖以及多孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管，多個所述單模光纖固定于所述多孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管，所述陣列尾纖通過所述橋接管與所述第一聚焦透鏡固定，所述多芯尾纖包括多芯光纖以及單孔毛細(xì)管，所述多芯光纖固定于所述單孔毛細(xì)管，所述多芯尾纖通過所述橋接管與所述第二聚焦透鏡固定，所述外封管對所述陣列尾纖以及所述多芯尾纖固定，所述單模光纖的包層直徑與所述多芯光纖的纖芯間距相同，所述陣列尾纖、所述第一聚焦透鏡、所述第二聚焦透鏡以及所述多芯尾纖位于同一直線上，所述外封管與所述直線同軸設(shè)置。

17、進(jìn)一步的，所述陣列尾纖朝向所述多芯尾纖的端部為傾角，所述多芯尾纖朝向所述陣列尾纖的端部為傾角。

18、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明多芯光纖扇入扇出方法通過制備陣列尾纖、制備多芯尾纖、結(jié)構(gòu)成型以及單模光纖與多芯光纖耦合步驟，采用單模光纖陣列尾纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)單纖尾纖，實(shí)現(xiàn)器件的集成化與小型化，從而簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝；將每一單模光纖的包層直徑腐蝕至與多芯光纖的纖芯間距相同，單模光纖的出射光束與多芯光纖的出射光束在交叉角度和光斑大小上匹配，有效降低了每根光纖之間的耦合損耗，同時，空間分隔的布局有助于減少不同光纖通道間的串?dāng)_，提升了系統(tǒng)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為一面是平面另一面是球面的透鏡，靠近所述陣列尾纖一端為斜面，所述第一聚焦透鏡遠(yuǎn)離所述陣列尾纖一端為球面；所述第二聚焦透鏡靠近所述多芯尾纖一端為斜面，所述第二聚焦透鏡遠(yuǎn)離所述多芯尾纖一端為球面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為兩面均為球面的透鏡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：在所述結(jié)構(gòu)成型步驟中，所述第一聚焦透鏡和所述第二聚焦透鏡為漸變折射率自聚焦透鏡。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：所述多芯尾纖傾角的角度以及所述陣列尾纖傾角的角度均為6-12度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：在所述制備陣列尾纖步驟中，對所述陣列尾纖端部進(jìn)行加工包括拋光和研磨。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多芯光纖扇入扇出方法，其特征在于：在所述制備多芯尾纖步驟中，對所述多芯尾纖端部進(jìn)行加工包括拋光和研磨。

8.一種多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)，根據(jù)如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的多芯光纖扇入扇出方法制造，其特征在于：所述多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)包括陣列尾纖、第一聚焦透鏡、橋接管、第二聚焦透鏡、多芯尾纖以及外封管，所述陣列尾纖包括多個單模光纖以及多孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管，多個所述單模光纖固定于所述多孔毛細(xì)管或能夠容納多個單模光纖的大孔毛細(xì)管，所述陣列尾纖通過所述橋接管與所述第一聚焦透鏡固定，所述多芯尾纖包括多芯光纖以及單孔毛細(xì)管，所述多芯光纖固定于所述單孔毛細(xì)管，所述多芯尾纖通過所述橋接管與所述第二聚焦透鏡固定，所述外封管對所述陣列尾纖以及所述多芯尾纖固定，所述單模光纖的包層直徑與所述多芯光纖的纖芯間距相同，所述陣列尾纖、所述第一聚焦透鏡、所述第二聚焦透鏡以及所述多芯尾纖位于同一直線上，所述外封管與所述直線同軸設(shè)置。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多芯光纖扇入扇出結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述陣列尾纖朝向所述多芯尾纖的端部為傾角，所述多芯尾纖朝向所述陣列尾纖的端部為傾角。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種多芯光纖扇入扇出方法以及結(jié)構(gòu)，屬于光通信領(lǐng)域，通過制備陣列尾纖、制備多芯尾纖、結(jié)構(gòu)成型以及單模光纖與多芯光纖耦合步驟，采用單模光纖陣列尾纖代替?zhèn)鹘y(tǒng)單纖尾纖，實(shí)現(xiàn)器件的集成化與小型化，從而簡化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝；將每一單模光纖的包層直徑腐蝕至與多芯光纖的纖芯間距相同，單模光纖的出射光束與多芯光纖的出射光束在交叉角度和光斑大小上匹配，有效降低了每根光纖之間的耦合損耗，同時，空間分隔的布局有助于減少不同光纖通道間的串?dāng)_，提升了系統(tǒng)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：趙澤雄,鄭榕城
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州伽藍(lán)致遠(yuǎn)電子科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15