CA2358659A1 - Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges - Google Patents
Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges Download PDFInfo
- Publication number
- CA2358659A1 CA2358659A1 CA002358659A CA2358659A CA2358659A1 CA 2358659 A1 CA2358659 A1 CA 2358659A1 CA 002358659 A CA002358659 A CA 002358659A CA 2358659 A CA2358659 A CA 2358659A CA 2358659 A1 CA2358659 A1 CA 2358659A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- mask
- phase
- bragg
- curvature
- wavefront
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02133—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference
- G02B6/02138—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating using beam interference based on illuminating a phase mask
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02123—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating
- G02B6/02152—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by the method of manufacture of the grating involving moving the fibre or a manufacturing element, stretching of the fibre
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12173—Masking
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
TECHNIQUE D'ÉCRITURE DE RÉSEAUX DE BRAGG
PAR CONTRÖLE DES FRANGES
DOMAINE DE L'INVENTION
s La présente invention est liée au domaine de la fabrication de composantes optiques et porte plus particulièrement sur une méthode et un dispositif permettant l'écriture d'un réseau d'indice de réfraction dans un milieu photosensible tel un fibre optique.
o DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
L'utilisation d'un masque de phase est une technique bien connue et prisée pour écrire un réseau de Bragg dans un guide d'onde. Plusieurs variantes de cette technique ont été développées pour la rendre plus efficace et versatile.
Une telle variante est par example enseignée par Cole et al. (voir le brevet 1s américain no. 6,072,926 et l'article "Moving fibre/phase mask-scanning beam technique for enhanced flexibility in producing fibre gratings with uniform phase mask, Electron. Lett.., 1995, pp. 1488-1490). Cole a proposé le déplacement latéral du masque de phase en cours de balayage pour l'ajustement fin de la longueur d'onde de Bragg. D'excellents résultats ont été rapportés mais la plage 2o d'ajustement demeure limitée. La Figure 1 est issue de l'article de Cole où
on montre les limites permises pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg lorsque la largeur du faisceau UV est de 350 gym. Cette plage d'ajustement est d'autant plus grande que la largeur du faisceau est petite.
Cole a également proposé le déplacement du masque de phase à vitesse 2s variable pour l'ajustement du chirp d'un réseau de Bragg.
Une autre technique d'écriture à l'aide d'un masque de phase est celle de Prohaska, divulguée dans Prohaska, J.D., et al., "Magnification of mask fabricated fibre Bragg gratings", Electron. Lett. 1993. pp. 1614-1615 et le brevet américain no. 5,351,321 (SNITZER et al.). La technique de Prohaska permet de modifier la 30 longueur d'onde de Bragg par plusieurs nanomètres en utilisant une lentille qui
PAR CONTRÖLE DES FRANGES
DOMAINE DE L'INVENTION
s La présente invention est liée au domaine de la fabrication de composantes optiques et porte plus particulièrement sur une méthode et un dispositif permettant l'écriture d'un réseau d'indice de réfraction dans un milieu photosensible tel un fibre optique.
o DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
L'utilisation d'un masque de phase est une technique bien connue et prisée pour écrire un réseau de Bragg dans un guide d'onde. Plusieurs variantes de cette technique ont été développées pour la rendre plus efficace et versatile.
Une telle variante est par example enseignée par Cole et al. (voir le brevet 1s américain no. 6,072,926 et l'article "Moving fibre/phase mask-scanning beam technique for enhanced flexibility in producing fibre gratings with uniform phase mask, Electron. Lett.., 1995, pp. 1488-1490). Cole a proposé le déplacement latéral du masque de phase en cours de balayage pour l'ajustement fin de la longueur d'onde de Bragg. D'excellents résultats ont été rapportés mais la plage 2o d'ajustement demeure limitée. La Figure 1 est issue de l'article de Cole où
on montre les limites permises pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg lorsque la largeur du faisceau UV est de 350 gym. Cette plage d'ajustement est d'autant plus grande que la largeur du faisceau est petite.
Cole a également proposé le déplacement du masque de phase à vitesse 2s variable pour l'ajustement du chirp d'un réseau de Bragg.
Une autre technique d'écriture à l'aide d'un masque de phase est celle de Prohaska, divulguée dans Prohaska, J.D., et al., "Magnification of mask fabricated fibre Bragg gratings", Electron. Lett. 1993. pp. 1614-1615 et le brevet américain no. 5,351,321 (SNITZER et al.). La technique de Prohaska permet de modifier la 30 longueur d'onde de Bragg par plusieurs nanomètres en utilisant une lentille qui
2 produit une magnification des franges d'interférence UV dans l'axe où la fibre est placée.
La Figure 2b) illustre l'utilisation d'un faisceau UV convergent à l'entrée d'un masque de phase pour modifier la période d'un réseau de Bragg photo-induit.
s Cette modification de la période du réseau dépend de la distance entre le masque de phase et le coeur de la fibre. La période du réseau inscrit est donné par n - 2 'M~ (~) où M - 1 - q , (2) zf 1o et où n est le pas du masque de phase, p est la distance entre le masque et le coeur de la fibre et zf est la distance entre le masque de phase et le plan focal. La magnification des franges M caractérise la courbure du front d'onde UV
(convergence ou divergence).
Au contraire, la Figure 2a) illustre l'écriture d'un réseau à l'aide d'un ts faisceau UV collimaté. La période du réseau est alors indépendante de la distance entre le masque et la fibre.
La technique de Prohaska permet d'ajuster la longueur d'onde de Bragg à
une valeur désirée. Par contre, une indésirable distribution d'angle (« blaze ») est également obtenue.
OBJECTIF ET SOMMAIRE DE L'INVENTION
L'objectif de l'invention est de permettre un grand contrôle des caractéristiques d'un réseau de Bragg fabriqué à l'aide d'un masque de phase.
Cet objectif est atteint par une combinaison des techniques de Cole et de 2s Prohaska. Cette combinaison permet l'écriture de réseaux sur une grande plage de longueur d'onde sans que ceux-ci soient à angle. Elle permet également d'écrire des réseaux superposés pouvant couvrir une grande plage spectrale.
Les avantages de pouvoir augmenter la plage de longueur d'onde de Bragg possible à l'aide d'un unique masque de phase sont les suivants
La Figure 2b) illustre l'utilisation d'un faisceau UV convergent à l'entrée d'un masque de phase pour modifier la période d'un réseau de Bragg photo-induit.
s Cette modification de la période du réseau dépend de la distance entre le masque de phase et le coeur de la fibre. La période du réseau inscrit est donné par n - 2 'M~ (~) où M - 1 - q , (2) zf 1o et où n est le pas du masque de phase, p est la distance entre le masque et le coeur de la fibre et zf est la distance entre le masque de phase et le plan focal. La magnification des franges M caractérise la courbure du front d'onde UV
(convergence ou divergence).
Au contraire, la Figure 2a) illustre l'écriture d'un réseau à l'aide d'un ts faisceau UV collimaté. La période du réseau est alors indépendante de la distance entre le masque et la fibre.
La technique de Prohaska permet d'ajuster la longueur d'onde de Bragg à
une valeur désirée. Par contre, une indésirable distribution d'angle (« blaze ») est également obtenue.
OBJECTIF ET SOMMAIRE DE L'INVENTION
L'objectif de l'invention est de permettre un grand contrôle des caractéristiques d'un réseau de Bragg fabriqué à l'aide d'un masque de phase.
Cet objectif est atteint par une combinaison des techniques de Cole et de 2s Prohaska. Cette combinaison permet l'écriture de réseaux sur une grande plage de longueur d'onde sans que ceux-ci soient à angle. Elle permet également d'écrire des réseaux superposés pouvant couvrir une grande plage spectrale.
Les avantages de pouvoir augmenter la plage de longueur d'onde de Bragg possible à l'aide d'un unique masque de phase sont les suivants
3 ~ Un nombre plus restreint de coûteux masques de phase est nécessaire pour pouvoir écrire des réseaux de Bragg à l'intérieur d'une certaine plage souhaitée de longueur d'onde.
~ La production est facilitée en diminuant la fréquence des changements de s masques de phase.
~ L'écriture de réseaux superposés de différentes longueurs d'onde de Bragg est possible. L'étirement de la fibre pour une telle opération est possible mais plus limitée. Le changement de masque n'est pas réellement envisageable.
to BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 (art antérieur) montre la dépendance de la réflectivité sur le décalage en longueur d'onde pour la technique de Cole.
La figure 2a) (art antérieur) est un schéma des franges claires à la sortie d'un masque de phase dans la zone de croisement de faisceaux collimatés; La is figure 2b) (art antérieur) est un schéma des franges claires à la sortie d'un masque de phase dans la zone de croisement de faisceaux convergents.
La figure 3 illustre une modulation induite dans deux portions successives.
a) avec un faisceau collimaté, il n'y a pas de saut de phase entre les portions 1 et 2. b) avec une courbure du front d'onde UV, un saut de phase existe entre les 2o portions 1 et 2.
La figure 4 montre un montage optique pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg selon un mode de réalisation préféré de la présente invention.
La figure 5 montre les spectres de réflectivité et de délai de groupe d'un compensateur de pente à 12 canaux fabriqués selon un mode de réalisation 2s préféré de la présente invention.
La figure 6 est un graphique montrant les valeurs de dispersion pour chacun des 12 canaux du réseau dont les caractéristiques sont données à la Figure 5. La courbe en trait plein représente les valeurs ciblées de chacun des canaux.
~ La production est facilitée en diminuant la fréquence des changements de s masques de phase.
~ L'écriture de réseaux superposés de différentes longueurs d'onde de Bragg est possible. L'étirement de la fibre pour une telle opération est possible mais plus limitée. Le changement de masque n'est pas réellement envisageable.
to BR~VE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 (art antérieur) montre la dépendance de la réflectivité sur le décalage en longueur d'onde pour la technique de Cole.
La figure 2a) (art antérieur) est un schéma des franges claires à la sortie d'un masque de phase dans la zone de croisement de faisceaux collimatés; La is figure 2b) (art antérieur) est un schéma des franges claires à la sortie d'un masque de phase dans la zone de croisement de faisceaux convergents.
La figure 3 illustre une modulation induite dans deux portions successives.
a) avec un faisceau collimaté, il n'y a pas de saut de phase entre les portions 1 et 2. b) avec une courbure du front d'onde UV, un saut de phase existe entre les 2o portions 1 et 2.
La figure 4 montre un montage optique pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg selon un mode de réalisation préféré de la présente invention.
La figure 5 montre les spectres de réflectivité et de délai de groupe d'un compensateur de pente à 12 canaux fabriqués selon un mode de réalisation 2s préféré de la présente invention.
La figure 6 est un graphique montrant les valeurs de dispersion pour chacun des 12 canaux du réseau dont les caractéristiques sont données à la Figure 5. La courbe en trait plein représente les valeurs ciblées de chacun des canaux.
4 DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS DE L'INVENTION
Techniaue de Prohaska lors d'un balayaae L'utilisation d'une courbure du front d'onde UV (faisceau convergent ou divergent) permet de modifier la longueur d'onde de Bragg tel qu'illustré à la s Figure 2. Par contre, si le faisceau est balayé, un réseau de période p=lll2 sera obtenu et l'effet de la courbure du front d'onde UV ne devient qu'une perte d'efficacité analogue à celle obtenue par vibration du masque de phase. Ceci peut se comprendre de la manière suivante : un masque de phase possède N franges sur une longueur L. Un réseau fabriqué en balayant un faisceau sur toute la 1o longueur du masque produira un réseau de longueur L possédant 2N franges.
La période du réseau obtenu ne dépend donc que des caractéristiques du masque et est indépendant de la courbure du front d'onde UV.
Combinaison des techniques de cote et de Prohaska 1s Si, lors d'un balayage d'un faisceau UV possédant une courbure dans son front d'onde, le masque de phase est déplacé latéralement (technique de Cole), un réseau dont la longueur d'onde de Bragg correspond à celle qu'on calculerait avec la technique de Prohaska peut être obtenu. L'utilisation d'une courbure du front d'onde UV permet alors d'augmenter très substantiellement la plage Zo d'ajustement de la technique de Cole.
La Figure 3 illustre la modulation d'indice induite dans deux portions de fibre au cours d'un balayage pas à pas. Lorsque le faisceau UV est collimaté, la modulation d'indice demeure en phase d'une portion à l'autre. Par contre, avec une courbure du front d'onde UV, un saut de phase existe entre les portions.
Ce 2s saut de phase dépend de la courbure, du déplacement du faisceau UV et de la distance entre le masque de phase et la fibre selon la relation suivante B - 2~.2~z~1_~~
Ce saut de phase d'une portion à l'autre peut être éliminé en déplaçant le masque de phase latéralement en même temps que le faisceau UV est déplacé.
Le déplacement du masque dxm requis pour éliminer le saut de phase est OXm - ~Z CI - 1 ~ .
M (4) s Ce déplacement du masque de phase en combinaison avec l'utilisation d'une courbure du front d'onde UV permet une forte augmentation de la plage d'ajustement de la longueur d'onde de Bragg.
C'est le déplacement du masque (technique de Cole) qui détermine la longueur d'onde de Bragg du réseau. La courbure du front d'onde UV doit être io ajustée pour permettre une bonne efficacité d'écriture. Un désaccord entre le déplacement du masque et la courbure du front d'onde provoque une perte d'efficacité conformément au graphique donné dans l'article de Cole.
L'ajustement de la courbure du front d'onde n'est donc pas extrêmement critique. La courbure du front d'onde a pour effet de décaler spectralement la courbe d'efficacité
de la is technique de Cole. En d'autres fermes, la modification de la longueur d'onde de Bragg par rapport à la valeur nominale est ~~a - lao ~~~~ ~ (5) m où ~.eo est la valeur nominale de la longueur d'onde de Bragg (sans déplacement du masque). La magnification nécessaire pour que l'écriture soit 2o efficace est M - 1 + ~~~
(6) m De la même manière, dans un processus de balayage en continu, en tout point le long du réseau la longueur d'onde de Bragg locale ~,eo(z) (valeur qu'on Zs obtiendrait sans déplacement du masque de phase) peut être modifiée d'une quantité d~,8(z) par un mouvement dxm(z) selon la relation suivante O~,B (z) dx,~ (z) ~ao(z) dz-~m(z) où dz représente le déplacement local du faisceau UV. La courbure du front d'onde UV doit être appropriée de sorte qu'en tout point on ait ~m (Z) M(z) ,., 1+ dz-~m(z) ' où le caractère approximatif de l'équation (8) rend compte de la tolérance de la technique de Cole représentée par la Figure 1.
Contrôle de la courbure du front d'onde UV
Io La courbure du front d'onde peut être ajustée à l'aide d'un système optique.
Par exemple, un système composé de deux lentilles cylindriques tel qu'illustré
à la Figure 4 peut être utilisé.
La figure 4 montre un montage optique pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg, selon un mode de réalisation de l'invention. En cours de is balayage, les lentilles L1, L2 et Lf sont balayées tandis que le masque de phase et la fibre ne le sont pas.
Les lentilles L 1 et L2 servent à réduire la dimension du faisceau et à
permettre, via un déplacement de la lentille L1, un ajustement de la courbure du front d'onde UV. La lentille Lf est la lentille de focalisation et n'interfère pas avec le 2o système optique formé des lentilles L1 et L2. La distance q est celle entre le masque de phase et le coeur de la fibre, I est la distance entre la lentille L2 et la fibre, D, D'et D"sont les largeurs de faisceau à l'entrée du système, à la lentille L2 et à la fibre respectivement, f1 et f2 sont les focales des lentilles L 1 et L2 respectivement. La distance d entre les lentilles L1 et L2 a pour valeur nominale 2s f~+f2 : à cette valeur, le faisceau incident sur le masque est collimaté et la longueur d'onde de Bragg est inchangée. II convient d'exprimer d comme f~ + f2 - ~ , ainsi, s varie autour de 0 pour un ajustement de la longueur d'onde de Bragg.
Avec ce montage, la variation de la longueur d'onde de Bragg par rapport à
la valeur nominale est donnée par qs O~e - lao f2 + s(1 _ fi ) , 10 ( ) Les largeurs du faisceau à la lentille L2 et à la fibre sont données par D- = DCf2f, y (11 ) Dn _ D f2-~
fi fi ( fz (12) io II est judicieux de choisir 1 = f2. Ce faisant, la taille du faisceau illuminant la fibre est indépendante de la courbure du front d'onde UV et l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg devient linéaire en fonction de la position de la lentille L1.
R ~ t ts is La Figure 5 illustre l'utilisation de la technique d'écriture par contrôle des franges pour la fabrication d'un réseau multi-canaux. Dans chacun des canaux la longueur d'onde centrale ainsi que la dispersion ont été ajustées à l'aide d'un contrôle de la position de la lentille L1 et du déplacement du masque de phase. La Figure 6 présente les valeurs mesurées de la dispersion de chacun des canaux en 2o comparaison avec les valeurs ciblées.
Dans cet exemple, on constate que la technique d'écriture par contrôle des franges permet d'obtenir d'excellents résultats, autant pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg sur une plage étendue que pour l'ajustement du chirp.
En résumé, la présente invention enseigne une nouvelle technique 2s d'écriture d'un réseau de Bragg dans un guide d'onde (par exemple une fibre ô
optique) comportant de nombreux avantages. La technique permet de contrôler localement la période du réseau. Ce contrôle va au-delà d'un ajustement ~n mais permet la modification de la longueur d'onde de Bragg par plusieurs dizaines de nanomètres. La période peut être augmentée ou diminuée par rapport à celle s qu'on obtiendrait en laissant le masque immobile.
Ce contrôle de la valeur locale de la longueur d'onde de Bragg permet ~ L'ajustement de la longueur d'onde de Bragg sur une très grande plage spectrale (de l'ordre de 20 à 40 nm);
~ La superposition de réseaux à des longueurs d'onde différentes sur une très to grande plage spectrale (de l'ordre de 20 à 40 nm). La superposition peut être faite notamment en ajustant la phase relative des réseaux de manière à
minimiser le changement d'indice crête requis (5J;
~ La création, l'élimination, l'ajustement, la linéarisation ou la non-linéarisation d'un chirp dans un réseau de Bragg;
is ~ Le contrôle de la position du masque de phase permet aussi l'introduction de sauts de phase à des endroits précis le long du réseau.
De nombreuses modifications peuvent être apportées . aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus sans s'éloigner de la portée de l'invention.
Techniaue de Prohaska lors d'un balayaae L'utilisation d'une courbure du front d'onde UV (faisceau convergent ou divergent) permet de modifier la longueur d'onde de Bragg tel qu'illustré à la s Figure 2. Par contre, si le faisceau est balayé, un réseau de période p=lll2 sera obtenu et l'effet de la courbure du front d'onde UV ne devient qu'une perte d'efficacité analogue à celle obtenue par vibration du masque de phase. Ceci peut se comprendre de la manière suivante : un masque de phase possède N franges sur une longueur L. Un réseau fabriqué en balayant un faisceau sur toute la 1o longueur du masque produira un réseau de longueur L possédant 2N franges.
La période du réseau obtenu ne dépend donc que des caractéristiques du masque et est indépendant de la courbure du front d'onde UV.
Combinaison des techniques de cote et de Prohaska 1s Si, lors d'un balayage d'un faisceau UV possédant une courbure dans son front d'onde, le masque de phase est déplacé latéralement (technique de Cole), un réseau dont la longueur d'onde de Bragg correspond à celle qu'on calculerait avec la technique de Prohaska peut être obtenu. L'utilisation d'une courbure du front d'onde UV permet alors d'augmenter très substantiellement la plage Zo d'ajustement de la technique de Cole.
La Figure 3 illustre la modulation d'indice induite dans deux portions de fibre au cours d'un balayage pas à pas. Lorsque le faisceau UV est collimaté, la modulation d'indice demeure en phase d'une portion à l'autre. Par contre, avec une courbure du front d'onde UV, un saut de phase existe entre les portions.
Ce 2s saut de phase dépend de la courbure, du déplacement du faisceau UV et de la distance entre le masque de phase et la fibre selon la relation suivante B - 2~.2~z~1_~~
Ce saut de phase d'une portion à l'autre peut être éliminé en déplaçant le masque de phase latéralement en même temps que le faisceau UV est déplacé.
Le déplacement du masque dxm requis pour éliminer le saut de phase est OXm - ~Z CI - 1 ~ .
M (4) s Ce déplacement du masque de phase en combinaison avec l'utilisation d'une courbure du front d'onde UV permet une forte augmentation de la plage d'ajustement de la longueur d'onde de Bragg.
C'est le déplacement du masque (technique de Cole) qui détermine la longueur d'onde de Bragg du réseau. La courbure du front d'onde UV doit être io ajustée pour permettre une bonne efficacité d'écriture. Un désaccord entre le déplacement du masque et la courbure du front d'onde provoque une perte d'efficacité conformément au graphique donné dans l'article de Cole.
L'ajustement de la courbure du front d'onde n'est donc pas extrêmement critique. La courbure du front d'onde a pour effet de décaler spectralement la courbe d'efficacité
de la is technique de Cole. En d'autres fermes, la modification de la longueur d'onde de Bragg par rapport à la valeur nominale est ~~a - lao ~~~~ ~ (5) m où ~.eo est la valeur nominale de la longueur d'onde de Bragg (sans déplacement du masque). La magnification nécessaire pour que l'écriture soit 2o efficace est M - 1 + ~~~
(6) m De la même manière, dans un processus de balayage en continu, en tout point le long du réseau la longueur d'onde de Bragg locale ~,eo(z) (valeur qu'on Zs obtiendrait sans déplacement du masque de phase) peut être modifiée d'une quantité d~,8(z) par un mouvement dxm(z) selon la relation suivante O~,B (z) dx,~ (z) ~ao(z) dz-~m(z) où dz représente le déplacement local du faisceau UV. La courbure du front d'onde UV doit être appropriée de sorte qu'en tout point on ait ~m (Z) M(z) ,., 1+ dz-~m(z) ' où le caractère approximatif de l'équation (8) rend compte de la tolérance de la technique de Cole représentée par la Figure 1.
Contrôle de la courbure du front d'onde UV
Io La courbure du front d'onde peut être ajustée à l'aide d'un système optique.
Par exemple, un système composé de deux lentilles cylindriques tel qu'illustré
à la Figure 4 peut être utilisé.
La figure 4 montre un montage optique pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg, selon un mode de réalisation de l'invention. En cours de is balayage, les lentilles L1, L2 et Lf sont balayées tandis que le masque de phase et la fibre ne le sont pas.
Les lentilles L 1 et L2 servent à réduire la dimension du faisceau et à
permettre, via un déplacement de la lentille L1, un ajustement de la courbure du front d'onde UV. La lentille Lf est la lentille de focalisation et n'interfère pas avec le 2o système optique formé des lentilles L1 et L2. La distance q est celle entre le masque de phase et le coeur de la fibre, I est la distance entre la lentille L2 et la fibre, D, D'et D"sont les largeurs de faisceau à l'entrée du système, à la lentille L2 et à la fibre respectivement, f1 et f2 sont les focales des lentilles L 1 et L2 respectivement. La distance d entre les lentilles L1 et L2 a pour valeur nominale 2s f~+f2 : à cette valeur, le faisceau incident sur le masque est collimaté et la longueur d'onde de Bragg est inchangée. II convient d'exprimer d comme f~ + f2 - ~ , ainsi, s varie autour de 0 pour un ajustement de la longueur d'onde de Bragg.
Avec ce montage, la variation de la longueur d'onde de Bragg par rapport à
la valeur nominale est donnée par qs O~e - lao f2 + s(1 _ fi ) , 10 ( ) Les largeurs du faisceau à la lentille L2 et à la fibre sont données par D- = DCf2f, y (11 ) Dn _ D f2-~
fi fi ( fz (12) io II est judicieux de choisir 1 = f2. Ce faisant, la taille du faisceau illuminant la fibre est indépendante de la courbure du front d'onde UV et l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg devient linéaire en fonction de la position de la lentille L1.
R ~ t ts is La Figure 5 illustre l'utilisation de la technique d'écriture par contrôle des franges pour la fabrication d'un réseau multi-canaux. Dans chacun des canaux la longueur d'onde centrale ainsi que la dispersion ont été ajustées à l'aide d'un contrôle de la position de la lentille L1 et du déplacement du masque de phase. La Figure 6 présente les valeurs mesurées de la dispersion de chacun des canaux en 2o comparaison avec les valeurs ciblées.
Dans cet exemple, on constate que la technique d'écriture par contrôle des franges permet d'obtenir d'excellents résultats, autant pour l'ajustement de la longueur d'onde de Bragg sur une plage étendue que pour l'ajustement du chirp.
En résumé, la présente invention enseigne une nouvelle technique 2s d'écriture d'un réseau de Bragg dans un guide d'onde (par exemple une fibre ô
optique) comportant de nombreux avantages. La technique permet de contrôler localement la période du réseau. Ce contrôle va au-delà d'un ajustement ~n mais permet la modification de la longueur d'onde de Bragg par plusieurs dizaines de nanomètres. La période peut être augmentée ou diminuée par rapport à celle s qu'on obtiendrait en laissant le masque immobile.
Ce contrôle de la valeur locale de la longueur d'onde de Bragg permet ~ L'ajustement de la longueur d'onde de Bragg sur une très grande plage spectrale (de l'ordre de 20 à 40 nm);
~ La superposition de réseaux à des longueurs d'onde différentes sur une très to grande plage spectrale (de l'ordre de 20 à 40 nm). La superposition peut être faite notamment en ajustant la phase relative des réseaux de manière à
minimiser le changement d'indice crête requis (5J;
~ La création, l'élimination, l'ajustement, la linéarisation ou la non-linéarisation d'un chirp dans un réseau de Bragg;
is ~ Le contrôle de la position du masque de phase permet aussi l'introduction de sauts de phase à des endroits précis le long du réseau.
De nombreuses modifications peuvent être apportées . aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus sans s'éloigner de la portée de l'invention.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002358659A CA2358659A1 (fr) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges |
| CA 2377208 CA2377208A1 (fr) | 2001-10-09 | 2002-03-18 | Methode et appareil d'enregistrement de reseaux optiques sur un support photosensible |
| US10/101,522 US6501883B1 (en) | 2001-10-09 | 2002-03-18 | Method and apparatus for recording an optical grating in a photosensitive medium |
| PCT/CA2002/001147 WO2003032038A1 (fr) | 2001-10-09 | 2002-07-23 | Procede et appareil d'enregistrement d'un reseau optique sur un support photosensible |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA002358659A CA2358659A1 (fr) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2358659A1 true CA2358659A1 (fr) | 2003-04-09 |
Family
ID=4170220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002358659A Abandoned CA2358659A1 (fr) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6501883B1 (fr) |
| CA (1) | CA2358659A1 (fr) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6591039B2 (en) * | 2000-11-16 | 2003-07-08 | Corning Oil Spa | Method and equipment for writing a Bragg grating in a waveguide |
| US6990273B2 (en) * | 2001-10-12 | 2006-01-24 | Southampton Photonics, Ltd | Optical multi-band device with grating |
| CA2426935A1 (fr) * | 2003-04-25 | 2004-10-25 | Teraxion Inc | Methode d'amelioration des performances optiques de reseaux de bragg |
| US20040258341A1 (en) * | 2003-06-19 | 2004-12-23 | Paolucci Dora M. | Optical waveguide with radiation-tuned birefringence |
| US10156680B2 (en) * | 2014-07-11 | 2018-12-18 | National Research Council Of Canada | Forming an optical grating with an apparatus providing an adjustable interference pattern |
| WO2019109179A1 (fr) | 2017-12-05 | 2019-06-13 | Teraxion Inc. | Compresseur vrac fixe destiné à être utilisé dans un système d'amplification d'impulsions comprimées |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3587063A (en) * | 1969-10-13 | 1971-06-22 | Eastman Kodak Co | System for retrieving digital information |
| US4747646A (en) * | 1987-03-20 | 1988-05-31 | Xerox Corporation | Optical holographic scanner |
| US5367588A (en) | 1992-10-29 | 1994-11-22 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Communications | Method of fabricating Bragg gratings using a silica glass phase grating mask and mask used by same |
| US5351321A (en) | 1992-10-20 | 1994-09-27 | Elias Snitzer | Bragg grating made in optical waveguide |
| US5327515A (en) | 1993-01-14 | 1994-07-05 | At&T Laboratories | Method for forming a Bragg grating in an optical medium |
| GB9509874D0 (en) | 1995-05-16 | 1995-07-12 | Univ Southampton | Optical waveguide grating |
| US5903689A (en) | 1995-11-16 | 1999-05-11 | Institut National D'optique | Method for spatially controlling the period and amplitude of BRAGG filters |
| US5719690A (en) * | 1996-05-31 | 1998-02-17 | International Business Machines Corporation | Photorefractive glass article |
-
2001
- 2001-10-09 CA CA002358659A patent/CA2358659A1/fr not_active Abandoned
-
2002
- 2002-03-18 US US10/101,522 patent/US6501883B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6501883B1 (en) | 2002-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2165266C (fr) | Procede de formation d'un reseau dispersif dans une fibre optique | |
| US6456762B1 (en) | Method of fabricating optical waveguide device | |
| FR2793563A1 (fr) | Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique comportant une structure de reseau de diffraction a groupement de guides d'ondes | |
| US7623235B2 (en) | Curved grating spectrometer with very high wavelength resolution | |
| US7539371B2 (en) | Optical apparatus with reduced effect of mirror edge diffraction | |
| EP3460547A1 (fr) | Dispositif de couplage optique pour un circuit photonique | |
| FR2883384A1 (fr) | Dispositif optique de multiplexage en longueur d'onde | |
| EP3206059A1 (fr) | Composant diffractif sub longueur d'onde large bande spectrale | |
| FR2752950A1 (fr) | Filtre passe-bande inscrit dans un guide d'onde optique | |
| CA2358659A1 (fr) | Technique d'ecriture de reseaux de bragg par controle des franges | |
| US7283233B1 (en) | Curved grating spectrometer with very high wavelength resolution | |
| FR2834400A1 (fr) | Filtre optique et procede de filtrage | |
| WO2015018790A1 (fr) | Spectrometre a plusieurs reseaux de diffraction. | |
| FR2723216A1 (fr) | Optique diffractive en infrarouge applicable a un systeme de designaton d'objectif par laser | |
| EP1092167B1 (fr) | Filtre optique a reseau ayant une reponse spectrale apodisee | |
| EP0916977A1 (fr) | Demultiplexeur à réponse spectrale carree | |
| EP3149524B1 (fr) | Systeme de recombinaison spatiale d'impulsions laser ultra-breves par un element diffractif | |
| FR2766920A1 (fr) | Micromonochromateur et procede de realisation de celui-ci | |
| US20080090158A1 (en) | Method for designing an index profile suitable for encoding into a phase mask for manufacturing a complex optical grating | |
| EP1359442B1 (fr) | Filtre complexe apodisé | |
| FR3073953A1 (fr) | Fibre optique et reseau de fibres incline | |
| EP1433006B1 (fr) | Composant optique a fonction de separation spectrale | |
| JP4018026B2 (ja) | サンプルドファイバグレーティング | |
| FR2862453A1 (fr) | Module de compensation de dispersion chromatique | |
| FR2813398A1 (fr) | Procede d'apodisation d'un reseau de bragg |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Dead |