[發明專利]用于在光纖中產生局域化的折射率調制的系統和方法

有效

• 申請號: 200810099249.7
• 申請日: 2008-05-15
• 公開（公告）號: CN101308226A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: L·G·尼爾森;T·E·溫格
• 申請（專利權）人: 古河電子北美公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

技術領域

本發明總體地涉及光纖裝置和方法，具體地涉及用于在光纖中產 生局域化的折射率調制的改進的系統和方法。

背景技術

諸如長周期光柵(LPG)之類的某些光學裝置是通過在光波導段 的折射率分布中產生一系列調制來制成的。LPG已經使用很多不同技 術來制造，所述技術包括下列技術：暴露于紫外(UV)光下；使用 CO₂激光加熱；毫微微秒激光加熱；以及在熔接機中的電弧放電 (arcing)。圖1示出系統20的示圖，在該系統20中使用CO₂激光 22將光柵結構“寫”入到光纖24中。該光纖被裝入平移器(translator) 組件26，該平移器組件26使光纖24在具有某種調制的CO₂激光束 28中移動。

除了光纖平移器組件以外，當前使用的技術通常還需要昂貴的設 備。這些技術也受到其它一些缺點的制約。例如，使用UV光的技術 可能導致載氫。CO₂激光和熔接機(fusion?splicer)通常會將不均勻 的熱傳遞到光纖，導致非旋轉對稱的調制，因此潛在地將不需要的偏 振相關性引入到所制造的裝置。而且，當使用激光時也有安全問題。

發明內容

本發明致力于解決現有技術的這些和其它問題，本發明的一個方 面提供一種用于在光纖中產生局域化的折射率調制(localized refractive?index?modulation)的方法。光纖段被裝入到包括具有局域 化的加熱區的電阻加熱單元的熱處理臺(station)中。該光纖段的選 擇部分置于加熱區，并且使用電阻加熱單元在位于局域化的加熱區內 的光纖中產生局部折射率變化。沿著光纖段的長度重復局域化的調 制，從而寫入光纖光柵。本發明的另一方面提供一種用于執行所述技 術的電阻加熱系統。

通過參考下面的詳細描述和附圖，本發明的附加特征和優點將顯 而易見。

附圖說明

圖1示出根據現有技術的用于將長周期光柵等寫入到光纖段中 的系統的透視圖。

圖2示出根據本發明的一個方面的使用電阻加熱器將長周期光 柵等寫入到光纖段中的系統的示圖。

圖3示出其中加熱元件使用由坎薩爾斯鐵鉻鋁系高電阻合金 (Kanthal)或類似材料形成的板來實現的電阻加熱器的示圖。

圖4示出其中加熱元件使用由鉑或類似材料形成的線(wire)來 實現的電阻加熱器的示圖。

圖5示出適用于圖2中所示的系統中的電阻加熱器組件的平面 圖。

圖6-8是示出適合使用圖2中所示的系統來執行的拉力(tension) 技術的一系列示圖，該拉力技術用于將長周期光柵等寫入到光纖段 中。

圖9示出圖6-8中所示的技術的流程圖。

圖10示出適合用于在光纖段中形成長周期光柵等的無拉力技術 中的光纖的橫截面圖，該橫截面圖未按比例繪制。

圖11A和11B示出用于圖10中所示的光纖的牽拉誘導的 (draw-induced)折射率分布和松弛的(relaxed)折射率分布。

圖12-14是示出適合使用圖2中所示的系統執行的無拉力技術的 一系列示圖，該無拉力技術用于將長周期光柵等寫入到光纖段中。

圖15示出圖12-14中所示的技術的流程圖。

圖16示出解釋當根據本發明的描述的方面將基本模式投入到被 寫入到光纖段中的長周期光柵中時插入損耗的量的曲線圖。

具體實施方式

本發明的各方面提供了用于在光纖折射率分布中產生局域化調 制的系統和技術。在本文中針對長周期光柵(LPG)的制造來描述這 些系統和技術。但是，應該明白，本文描述的系統和技術可以用于制 造其它類型的光學裝置。

LPG通常包括沿其長度折射率分布具有周期性調制的光纖段。 該調制允許第一傳播模式的光被耦合進其它模式。該調制周期通常在 100μm到1000μm的范圍內。這種類型的耦合有很多應用。一個例子 是作為濾波器，例如用于增益平坦(gain?flatting)的濾波器，在該濾 波器中，導模被耦合進漏模中。另一個例子是作為模式轉換器，在該 模式轉換器中，一個導模被耦合進具有更理想的傳播特性(例如，相 對于色散而言)的另一個導模中。