[發明專利]光纖長周期光柵生成裝置

在審

• 申請號: 201410817472.6
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN105785501A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 金英基
• 申請（專利權）人: KS光電有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

技術領域

本發明涉及一種在光纖上生成長周期光柵的裝置，尤其涉及在光纖生 成多種長周期光柵周期，以實現任意給定的多模光纖內可能存在的多種固 有模式中兩個模式之間的模式耦合的裝置。

背景技術

光纖利用基于芯與包層之間的折射率之差的全反射原理傳導光。此 時，光纖內部的截面方向的電場分布以滿足芯與包層及其外部分界條件的 方式節段性存在，即稱為光纖模式。光纖內存在的任意光均可用這些光纖 模式的線性組合表示。

圖1示出線性偏光(LinearlyPolarization)的光纖模式的種類。光纖 模式分為方位角方向無電場節點的模式(LP_0μ模式)及方位角方向有電場 節點的模式(LP_λμ模式，1＞0)，LP_0μ模式是對稱模式，LP_λμ模式是非對稱 模式。

光纖內可能存在的模式個數隨傳播的光的波長、芯與包層的折射率之 差及芯的大小等變量而有差異。此時，可存在的光纖模式僅為一個的光纖 稱為在該波長的單模光纖(Singlemodeopticfiber)，可存在兩種以上模式 的情況稱為多模光纖(aFewmodeopticfiber)。即使是相同的光纖，當所 使用波長發生變化時可存在的模式個數也可能會改變。

正如本領域技術人員所公知，光纖的波長為λ，LP_λμ模式的傳播常數 為β_λμ＝2πn_εφφ/λ(n_εφφ：有效折射率)。

各模式經由光纖，產生相當于自身傳播常數與傳播長度的乘積的相位 變化。當假設互不相同的兩種模式A、B經由光纖時，兩種模式的相對相 位差從0至2π周期性反復，模式的相對相位變化2π以重新回到原相位 差所需的長度稱為兩種模式之間的拍長(L_B：beatlength)，如下進行計算：

L_B＝(2π)/(β_A-β_B)。

另外，光纖上生成的光柵(grating)例如有布拉格光柵(BraggGrating) 及長周期光柵(LongPeriodGrating)。布拉格光柵是當寬帶光源在光纖傳 播時位于布拉格波長的中心，而窄帶信號發生反射，傳輸去除布拉格波長 的基帶信號。

具有100μm～1000μm(1mm)范圍的周期的長周期光纖光柵通過向 給定的光纖的折射率施以周期性攝動(perturbation)得到。施以攝動的方 法有機械微彎、音波微彎、基于電弧的折射率變化、基于UV光的折射率 變化等。

關于光纖的光柵生成有如下幾篇現有技術文獻。

現有技術文獻

專利文獻

(專利文獻1)美國專利第6,480,637號

(專利文獻2)韓國專利10-0265865號

(專利文獻3)美國專利第6,498,877號公開了一種芯的至少一部分具 有光柵的可調節的光纖，可調諧性(tunability)依賴于施加到包層的外層， 折射率隨操作機構變化的最外廓層。即，當改變該最外廓層的折射率時分 界條件發生變化，包層模式的傳播常數隨之變化，芯模式的傳播常數還隨 芯與包層之間的分界面至最外廓層的距離變化。

(專利文獻4)韓國專利第10-0274075號公開了一種利用彈性波發生 器選擇性地轉換為包層模式，以使光纖中傳播的光的芯模式依賴光的波長 的方法，其中彈性波發生器能夠通過調節輸入電信號的頻率及振幅分別改 變彈性波的振幅及波長。

非專利文獻

(非專利文獻1)通過電弧生成的長周期光柵，JulianM. Estudillo-Ayala等，瓜納華托大學，295-316頁(LongPeriodFiberGrating ProducedbyArcDischarges，JulianM.Estudillo-Ayalaetal.，Universidad deGuanajuato，pp295-316，www.intechopen.com)。