IPCS-5000-ST微纳光纤制作平台

一、产品概述：

微纳光纤一般由普通单模光纤通过绝热拉伸而得到，其材料为SiO2。为了拓展微纳光纤的应用范围，精密测量联合实验室提出并实现了一种通用的微纳光纤功能化方法。IPCS-5000 -ST型全功能光纤拉锥系统是加拿大Idealphotonics与UBC联合研制开发的一种集成了光学、电子学、精密机械、计算机等多项技术及制作、检测、控制等多项功能于一体的高度自动化生产系统。此款设备我们专门针对微纳光纤研究使用的客户专门研发。大拉伸距离更均匀的火焰扫描使得此设备能够生产出目前最高精度微纳光纤。该机器除了提供普通光纤拉锥机的功能外，还可以根据客户的研究要求升级为保偏光纤拉锥机，大芯径多模光纤拉锥机，锥型光纤拉伸系统等，是你从事光纤分路器、波分复用器通讯市场开发，光纤传感器和光纤激光器，生物医疗，激光微纳米研究等核心器件开发的有力平台。

二、熔融拉锥原理：

光纤拉锥系统采用真空吸附方式和特制夹具配合一起将两根或多根光纤定位并夹紧在光学平台上，并以一定的方式使除去涂覆层的两根或多根裸纤旋转，对轴（仅指保偏光纤）靠拢，在氢氧焰下加热熔融，同时以一定的速度向两边拉伸，最终在加热区形成双锥体形式的特殊波导结构，从而实现制作各种光纤耦合器件和光纤锥体的目的

三、熔融拉锥平台的主要参数指标：

四、拉锥机的特点：

(A)软件特点:
◆ 全英文智能UBC团队开发的软件，可根据客户具体实验要求对参数优化
◆ 可以根据需要拉伸的长度和锥体形状的不同来设定火头扫描的幅度。
◆ 根据拉伸长度和拉锥温度的变化来改变拉伸速度。
◆ 可根据拉伸长度和拉伸速度的不同变化氢气氧气的流量 
◆ 智能化软件存储记忆功能便于用户调用最优生产数据

软件界面GUI（可以点击放大）

(B)硬件特点（根据所开发器件的差别，选择不同的硬件设计）
◆ 系统采用外氢内氧混合火头，改善原有的上下加氧气带来的温度不稳定问题，提高加热温度和加热均匀性
◆ 采用扩展型InGaAs探测器，便于客户对2um器件研发生产
◆ 采用日本的滑线导轨+ 精密的滚珠丝杆，确保最大的单边拉伸范围40mm
◆ 采用美国Alicat气流量计，驱动器，确保了拉伸过程中火焰温度的稳定性
◆ 可以根据使用的光纤芯径，设计特殊的夹具
◆ 根据所开发器件工作波长，选用不同的探测器

◆ 根据使用的光纤芯径，选择合适量程的流量计
◆ 采用台湾的滑线导轨+ 精密的滚珠丝杆，确保最大的加热温长
◆ 根据光纤拉锥要求，设计不同的火头及固定方式
◆ 在定制光纤拉伸平台的基础上，开放普通光纤拉锥功能，实现“一机多功能开放系统”
◆ CCD 视觉系统（可选），辅助观测光纤对轴/ 拉锥的过程

(C)与通用的机器相比（如下图所示）

普通光纤熔融拉锥机

Idealphotonics光纤熔融拉锥机

◆ 拉丝处理外壳，具有极好的工业质感。
◆ 比普通机器长1/3 距离工作机台，确保机器二次升级的方便性
◆ 内配精密的滚珠丝杆（螺距2mm），保证机台轴向拉伸精度和稳定的运动速度。
◆ 除了拉锥平台制造外，在特种光纤，封装材料和成品检测仪器的选择上，能为用户提供真正的“一篮子”服务。

五、主要器件指标：

A.普通单模光纤耦合器

我们欢迎用户根据自身实验提出特殊的要求，量身定制您的拉伸平台，满足您更高层次的实验要求。

七、典型用户列表:

Idealphotonics光纤熔融拉锥系统海内外典型用户表

关于微纳光纤应用的延伸（如下引用清华大学精密测量联合实验室成果）

微纳光纤的功能化

微纳光纤一般由普通单模光纤通过绝热拉伸而得到，其材料为SiO2。为了拓展微纳光纤的应用范围，精密测量联合实验室提出并实现了一种通用的微纳光纤功能化方法。实验装置示意图如图37所示。我们借鉴dip-coating的方法，在微纳光纤表面涂覆一层功能材料薄层，经过适当地热处理，可以得到高质量的薄膜。例如，用Er：Yb共掺的溶胶凝胶薄膜可实现氧化硅微纳光纤的增益功能化，图5（b）的展示了这一实验结果。

图5.（a）微纳光纤功能化实验装置示意图;(b)用Er:Yb共掺的溶胶凝胶薄膜实现微纳光纤的增益功能化。

波导的群速度色散对非线性光学效应的产生至关重要，通过对群速度色散的调控可以实现对非线性光学效应产生的光谱调节。在微纳光纤表面的介质薄膜还可以实现对微纳光纤群速度色散的调节，图38显示了这一实验结果。利用介质薄膜对微纳光纤的色散调控可以大大拓展微纳光纤在非线性光学方面的应用范围。

微纳光纤的非线性光学效应

微纳光纤的直径在微米和亚微米量级，是普通光纤的1%到1‰,可以由光纤或者玻璃材料通过一定的拉制方法而得到。微纳光纤的光学传输损耗很低（约0.001 dB/mm），可以在较长距离上（几十厘米）对光场实现波长或者亚波长尺度的约束, 并可以通过普通光纤实现几乎无损耗的耦合输入和输出，有利于在较短距

    离上产生非线性光学效应。

    精密测量联合实验室搭建了一套微纳光纤的拉伸装置。我们用普通单模光纤可以很方便的得到各种直径的微纳光纤。微纳光纤在处于反常色散区的两个同步的泵浦光同时作用下，可产以生约一个倍频程的级联四波混频。由于级联四波混频是位相敏感的非线性相互作用，各个频谱分量有确定的位相关系，故可被用于超短脉冲合成、相敏放大、无损波长转换、色散补偿、量子噪声压缩等多种用途。