一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构及其制备方法。该双面耦合回音壁模式谐振腔结构，包括壳体、耦合内衬、第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔。本发明专利技术实施例的技术方案，将回音壁模式谐振腔设置在耦合内衬的容置槽中，第一锥形光纤和第二锥形光纤设置在容置槽两侧并与回音壁模式谐振腔耦合，回音壁模式谐振腔、第一锥形光纤和第二锥形光纤组合封装在壳体中，增强了回音壁模式谐振腔与锥形光纤耦合过程中的抗干扰性，保证了耦合效率和激光输出的稳定性。保证了耦合效率和激光输出的稳定性。保证了耦合效率和激光输出的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光学器件
，尤其涉及一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]回音壁模式谐振腔是一种利用谐振腔内部表面全反射实现光场局部增强与模式选择的光学元器件。“线宽”一词指的是激光在频域内的谱线宽度，这个宽度通常用频谱的半峰全宽来进行量化，线宽的数值越小，意味着光谱的纯净度越高，也就是激光的单色性越好。由于高品质因子回音壁模式谐振腔具有极窄的线宽，因此一般可以用作光学滤波器。现阶段，窄线宽激光器在引力波探测、激光雷达、分布式传感、高速相干光通信等领域具有良好的应用前景，而将回音壁模式谐振腔用作参考外腔来制备窄线宽激光器是实现窄线宽激光器的重要技术路线。然而在采用光纤与回音壁模式谐振腔进行双面耦合时，光纤易受到外界环境影响，存在抗干扰能力弱、结构不稳定等问题。有鉴于此，如何提高回音壁模式谐振腔与锥形光纤耦合过程中的抗干扰性，并保证耦合效率和激光输出的稳定性成为亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例提供了一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构及其制备方法，该双面耦合回音壁模式谐振腔结构，将第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔耦合后一体封装在壳体中，增强了回音壁模式谐振腔与锥形光纤耦合过程中的抗干扰性，保证了耦合效率和激光输出的稳定性。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其中，包括壳体、耦合内衬、第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔；
[0005]耦合内衬设置有容置槽，回音壁模式谐振腔固定于容置槽内，第一锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第一表面，第一锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，第二锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第二表面，第二锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，第一表面和第二表面相对设置，容置槽的部分区域贯穿第一表面和第二表面之间的区域；
[0006]耦合内衬、回音壁模式谐振腔、第一锥形光纤的部分区域和第二锥形光纤的部分区域封装于壳体内部，第一锥形光纤的两端延伸至壳体外部，第二锥形光纤的一端延伸至壳体外部。
[0007]可选的，第一锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第一位置贴合相切，第二锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第二位置贴合相切。
[0008]可选的，壳体包括外壳本体、顶盖和底盖；
[0009]外壳本体包括光纤支撑槽、光纤保护槽和耦合内衬安装槽，耦合内衬固定于耦合内衬安装槽内，光纤支撑槽用于支撑第一锥形光纤和第二锥形光纤，第一锥形光纤的两端
和第二锥形光纤的其中一端穿过对应的光纤支撑槽延伸至外壳本体外部；
[0010]顶盖和底盖均包括橡胶圈安装槽，橡胶圈安装槽内包括橡胶圈，顶盖和底盖将耦合内衬、回音壁模式谐振腔、第一锥形光纤的部分区域和第二锥形光纤的部分区域密封于壳体内部。
[0011]可选的，第一锥形光纤和第二锥形光纤均包括单模光纤，第一锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm，第二锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm。
[0012]可选的，第一锥形光纤和第二锥形光纤所包括的光纤均为保偏光纤。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构的制备方法，用于制备双面耦合回音壁模式谐振腔结构，制备方法包括：
[0014]形成壳体、耦合内衬、第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔，耦合内衬设置有容置槽；
[0015]将回音壁模式谐振腔固定于容置槽内；
[0016]将第一锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第一表面，将第二锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第二表面，以使第一锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，第二锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，第一表面和第二表面相对设置；
[0017]将耦合内衬、回音壁模式谐振腔、第一锥形光纤的部分区域和第二锥形光纤的部分区域封装于壳体内部，其中第一锥形光纤的两端延伸至壳体外部，第二锥形光纤的一端延伸至壳体外部。
[0018]可选的，容置槽包括谐振腔放置区和位于谐振腔放置区两侧的第一固定胶水涂敷区，谐振腔放置区贯穿第一表面和第二表面；
[0019]将回音壁模式谐振腔固定于容置槽内，包括：
[0020]将制备完成的回音壁模式谐振腔放置于耦合内衬的谐振腔放置区；
[0021]利用第一固定胶水在回音壁模式谐振腔两端的第一固定胶水涂敷区进行粘接固化。
[0022]可选的，第一表面包括沿第一锥形光纤的延伸方向且位于回音壁模式谐振腔两侧的第二固定胶水涂敷区，第二表面包括沿第二锥形光纤的延伸方向且位于回音壁模式谐振腔两侧的第三固定胶水涂敷区；
[0023]将第一锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第一表面，包括：
[0024]将第一锥形光纤固定于耦合支撑架上；将放置有回音壁模式谐振腔的耦合内衬的第一表面朝上，利用三维位移平台调整第一锥形光纤的位置，直至第一锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第一位置耦合；在第二固定胶水涂敷区滴入第二固定胶水；待第二固定胶水完全固化后，在第二固定胶水通过第三固定胶水进行固化；将第二锥形光纤的部分区域固定于耦合内衬的第二表面，包括：将第二锥形光纤固定于耦合支撑架上；将放置有回音壁模式谐振腔的耦合内衬的第二表面朝上，利用三维位移平台调整第二锥形光纤的位置，直至第二锥形光纤的锥区与回音壁模式谐振腔的第二位置耦合；在第三固定胶水涂敷区滴入第二固定胶水；待第二固定胶水完全固化后，在第二固定胶水通过第三固定胶水进行固化；其中，第二固定胶水的折射率小于光纤材料的折射率，第二固定胶水的粘性小于第三固定胶水的粘性。
[0025]可选的，第一锥形光纤或第二锥形光纤与回音壁模式谐振腔耦合完成的条件包括：利用显微镜观察到锥区与回音壁模式谐振腔的侧壁贴合相切，或者在锥形光纤两端分别连接激光器和示波器，根据示波器观察到的输出波形计算所述回音壁模式谐振腔的品质因子达到最大值。
[0026]可选的，壳体包括外壳本体、顶盖和底盖，外壳本体包括光纤支撑槽、光纤保护槽和耦合内衬安装槽，顶盖和底盖均包括橡胶圈安装槽；将耦合内衬、回音壁模式谐振腔、第一锥形光纤的部分区域和第二锥形光纤的部分区域封装于壳体内部包括：在耦合内衬安装槽及其邻接侧壁内点涂第四固定胶水，将耦合内衬固定于外壳本体中；将第一锥形光纤的两端、第二锥形光纤的其中一端的光纤分别穿入相应的光纤保护槽，并在光纤支撑槽中滴入第五固定胶水进行固定；在底盖的橡胶圈安装槽中安装橡胶圈，并将底盖与外壳本体进行组合安装；在外壳本体的空隙区域滴入第六固定胶水；待第六固定胶水固化完成后，在光纤保护槽中滴入第七固定胶水；在顶盖的橡胶圈安装槽中安装橡胶圈，并将顶盖安装。
[0027]本专利技术实施例提供的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，将回音壁模式谐振腔设置在容置槽中，第一锥形光纤和第二锥形光纤设置在容置槽两侧并与回音壁模式谐振腔耦合，回音壁模式谐振腔、第一锥形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其特征在于，包括壳体、耦合内衬、第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔；所述耦合内衬设置有容置槽，所述回音壁模式谐振腔固定于所述容置槽内，所述第一锥形光纤的部分区域固定于所述耦合内衬的第一表面，所述第一锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，所述第二锥形光纤的部分区域固定于所述耦合内衬的第二表面，所述第二锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，所述第一表面和所述第二表面相对设置，所述容置槽的部分区域贯穿所述第一表面和所述第二表面之间的区域；所述耦合内衬、所述回音壁模式谐振腔、所述第一锥形光纤的部分区域和所述第二锥形光纤的部分区域封装于所述壳体内部，所述第一锥形光纤的两端延伸至所述壳体外部，所述第二锥形光纤的一端延伸至所述壳体外部。2.根据权利要求1所述的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其特征在于，所述第一锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第一位置贴合相切，所述第二锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第二位置贴合相切。3.根据权利要求1所述的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其特征在于，所述壳体包括外壳本体、顶盖和底盖；所述外壳本体包括光纤支撑槽、光纤保护槽和耦合内衬安装槽，所述耦合内衬固定于所述耦合内衬安装槽内，所述光纤支撑槽用于支撑所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤，所述第一锥形光纤的两端和所述第二锥形光纤的其中一端穿过对应的所述光纤支撑槽延伸至所述外壳本体外部；所述顶盖和所述底盖均包括橡胶圈安装槽，所述橡胶圈安装槽内包括橡胶圈，所述顶盖和所述底盖将所述耦合内衬、所述回音壁模式谐振腔、所述第一锥形光纤的部分区域和所述第二锥形光纤的部分区域密封于所述壳体内部。4.根据权利要求1所述的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其特征在于，所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤均包括单模光纤，所述第一锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm，所述第二锥形光纤的锥区半径为1μm～3μm。5.根据权利要求1所述的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，其特征在于，所述第一锥形光纤和所述第二锥形光纤所包括的光纤均为保偏光纤。6.一种双面耦合回音壁模式谐振腔结构的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1～5任一所述的双面耦合回音壁模式谐振腔结构，所述制备方法包括：形成壳体、耦合内衬、第一锥形光纤、第二锥形光纤和回音壁模式谐振腔，所述耦合内衬设置有容置槽；将所述回音壁模式谐振腔固定于所述容置槽内；将所述第一锥形光纤的部分区域固定于所述耦合内衬的第一表面，将所述第二锥形光纤的部分区域固定于所述耦合内衬的第二表面，以使所述第一锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第一位置耦合，所述第二锥形光纤的锥区与所述回音壁模式谐振腔的第二位置耦合，所述第一表面和所述第二表面相对设置；将所述耦合内衬、所述回音壁模式谐振腔、所述第一锥形光纤的部分区域和所述第二锥形光纤的部分区域封装于所述壳体内部，其中所述第一锥形光纤的两端延伸至所述壳体
外部，所述第二锥形光纤的一端延伸至所述壳体外部。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖云峰，张方醒，季胜强，孙伽略，柏雁捷，皇甫胜男，
申请(专利权)人：北京大学长三角光电科学研究院，
类型：发明
国别省市：