【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光通信系统，尤其涉及一种1×3光分束器及其加工方法。
技术介绍
1、光纤耦合器作为实现光信号的合路与分路的光无源器件不仅在传统光通信领域不断发展，在工业制造甚至航空航天领域都受到越来越广泛的使用。随着光通信领域的快速发展，对光纤器件的自动化生产程度和器件本身的稳定性以及损耗方面提出了更多的要求。由于光纤耦合器的问世,使得光纤系统更加小型化、集成化和紧凑化,大大促进了光纤通信系统和光纤传感系统的快速发展。
2、实现光信号的合分束一直是光通信领域中重点关注的问题，在通信中很多情况下都需要用到多个光纤设备，这时就需要光纤耦合器来对各设备节点进行连接。目前市面上广泛使用的还是1×2和2×2光纤分束器，用来实现50：50的分光比，工作带宽约20nm。更多端口的星型耦合器是由数个1×2分束器级联而成，虽然拥有了更多的端口，但是单个耦合器的输出的不均分性会随着级联数的增多被不断放大从而导致了器件整体的均分性很差，并且器件的损耗也随之增高。目前市面使用的平面型1×3光分束器制备时需要三根光纤间间距保持一致不易控制，且制得器件的均分性较差，带宽很窄。
3、因此，设计制造出多端口、均分性好、损耗较低且成本低廉的宽带光纤分束器具有很大的学术意义以及经济价值。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种1×3光分束器，能够实现对输入光信号的1：1：1宽带均分输出。
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一
4、进一步的，所述无芯光纤的包层直径与所述单模光纤的直径相等。
5、进一步的，所述无芯光纤的包层折射率应小于或等于所述单模光纤包层的折射率。
6、进一步的，所述石英毛细管的内径ds与裸纤的直径dg之间满足：5μm≤ds-3dg≤10μm。
7、进一步的，所述光纤组束与所述石英毛细管之间采用uv胶进行固定后再进行拉锥。
8、进一步的，所述石英毛细管的管壁厚度为200～300μm，长度为1～3cm。
9、本专利技术还提供了一种1×3光分束器的加工方法，包括：
10、步骤一：两个石英毛细管在轴向间隔一段距离设置，石英毛细管内部以及两根石英毛细管之间的区域均为裸纤区域，将光纤组束中对应于裸纤区域的部分光纤剥去涂覆层，用酒精棉球擦拭；
11、步骤二；将光纤组束穿过石英毛细管，所述光纤组束与所述石英毛细管之间采用uv胶进行固定；
12、步骤三：将石英毛细管和光纤组束置于拉锥平台，使用拉锥机夹具夹持两个石英毛细管；
13、步骤四：将单波长连续功率激光器接入内层单模光纤的一端，内层单模光纤和外层三个单模光纤的另一端分别接入光功率计；
14、步骤五：采用熔融拉锥系统进行拉锥，拉锥部分为两个石英毛细管中间的裸纤部分，根据光功率计监测结果确定拉锥终止时间。
15、进一步的，所述步骤三中，在将石英毛细管及光纤组束置于熔融拉锥系统的拉锥平台前，对两根石英毛细管之间的裸纤进行扭转，扭转角θ与裸纤长度ls的关系须满足：θ/ls<5°，ls的单位为mm。
16、进一步的，所述步骤五中采用熔融拉锥机进行拉锥，拉锥时选取氢气流量为120～180ml/min，拉伸速度为50～80μm/s，拉锥后中间熔融区单个光纤包层直径为38μm～43μm间，熔融区长度为4～7mm，两侧锥区长度10～15mm。
17、进一步的，在拉锥过程中，当内层单模光纤的输出功率达到总输出功率的5％以下，外层三个单模光纤的输出端光功率均达到总输出功率的31.6％～35％时，停止拉锥。
18、本专利技术的有益效果：
19、1)本专利技术通过对内层单模光纤和外层三根单模光纤搭配无芯光纤组束，光功率在四根单模光纤中耦合，经拉锥后，利用其对称性，实现对输入光进行均分输出，实现1×3的宽带输出。
20、2)本专利技术利用无芯光纤为支撑结构分隔开外层三个单模光纤，无芯光纤只有包层结构，不会对光功率产生束缚效果。同样的外层三根单模光纤由于两两间隔了无芯光纤，所以距离较远大大减小了相互间的耦合效果，外层三根单模光纤只与内层单模光纤在拉锥区发生耦合。
21、3)由于采用两个石英毛细管对光纤束进行固定，外层单模光纤和内层单模光纤可保持良好的相对位置和关系，保证光分束的均匀性和宽带特性。由于对称性，光纤束进行熔融拉锥时可进行一定角度的扭转，可以减少未扭转情况下由于光纤之间存在一定间隙，从而对光纤间耦合产生影响，同时扭转对光纤耦合效率的影响很小。
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1.一种1×3光分束器，其特征在于，包括光纤组束和两个石英毛细管，两个所述石英毛细管在轴向间隔一段距离，所述光纤组束穿过两个所述石英毛细管，所述光纤组束包括一根内层光纤和六根外层光纤，六根外层光纤以所述内层光纤为中心沿圆周方向均布；所述内层光纤为单模光纤，六根外层光纤包括三根单模光纤和三根无芯光纤，单模光纤和无芯光纤一一间隔排列；两个石英毛细管内部的光纤束以及两个石英毛细管之间的光纤束均为裸纤，两个石英毛细管之间的光纤束为第一裸纤束，石英毛细管和光纤组束经拉锥后形成分束器，拉锥发生在第一裸纤束的中间部分，拉锥后第一裸纤束从中间向两端依次为中间熔融区、两侧锥区和外侧未拉伸区，分束器一端的内层单模光纤为输入端，分束器另一端的外层三根单模光纤为输出端，输入端和输出端均位于所述石英毛细管外。
2.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层直径与所述单模光纤的直径相等。
3.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层折射率应小于或等于所述单模光纤包层的折射率。
4.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征
5.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述光纤组束与所述石英毛细管之间采用uv胶进行固定后再进行拉锥。
6.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述石英毛细管的管壁厚度为200～300μm，长度1～3cm。
7.一种根据权利要求1所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，所述步骤三中，在将石英毛细管及光纤组束置于拉锥平台前，对两根石英毛细管之间的裸纤进行扭转，扭转角θ与裸纤长度Ls的关系须满足：θ/Ls<5°，Ls的单位为mm。
9.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，所述步骤五中采用熔融拉锥系统进行拉锥，拉锥时选取氢气流量为120～180ml/min，拉伸速度为50～80μm/s，拉锥后中间熔融区单个光纤包层直径在38μm～43μm间，熔融区长度为4～7mm，两侧锥区长度为10～15mm。
10.根据权利要求7所述的1×3光分束器的加工方法，其特征在于，在拉锥过程中，当内层单模光纤的输出功率达到总输出功率的5％以下，外层三个单模光纤的输出端光功率均达到总输出功率的31.6％～35％时，停止拉锥。
...【技术特征摘要】
1.一种1×3光分束器，其特征在于，包括光纤组束和两个石英毛细管，两个所述石英毛细管在轴向间隔一段距离，所述光纤组束穿过两个所述石英毛细管，所述光纤组束包括一根内层光纤和六根外层光纤，六根外层光纤以所述内层光纤为中心沿圆周方向均布；所述内层光纤为单模光纤，六根外层光纤包括三根单模光纤和三根无芯光纤，单模光纤和无芯光纤一一间隔排列；两个石英毛细管内部的光纤束以及两个石英毛细管之间的光纤束均为裸纤，两个石英毛细管之间的光纤束为第一裸纤束，石英毛细管和光纤组束经拉锥后形成分束器，拉锥发生在第一裸纤束的中间部分，拉锥后第一裸纤束从中间向两端依次为中间熔融区、两侧锥区和外侧未拉伸区，分束器一端的内层单模光纤为输入端，分束器另一端的外层三根单模光纤为输出端，输入端和输出端均位于所述石英毛细管外。
2.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层直径与所述单模光纤的直径相等。
3.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述无芯光纤的包层折射率应小于或等于所述单模光纤包层的折射率。
4.根据权利要求1所述的1×3光分束器，其特征在于，所述石英毛细管的内径ds与裸纤的直径dg之间满足：5μm≤ds-3dg≤10μm。
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