CN101290376A - 取样保偏光纤布拉格光栅 - Google Patents
取样保偏光纤布拉格光栅 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101290376A CN101290376A CNA2008100508047A CN200810050804A CN101290376A CN 101290376 A CN101290376 A CN 101290376A CN A2008100508047 A CNA2008100508047 A CN A2008100508047A CN 200810050804 A CN200810050804 A CN 200810050804A CN 101290376 A CN101290376 A CN 101290376A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fiber bragg
- bragg grating
- polarization maintaining
- sampling
- polarization
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
本发明的取样保偏光纤布拉格光栅涉及光纤光栅滤波技术领域。结构是在保偏光纤(11)上刻录光纤布拉格光栅，所述的光纤布拉格光栅具有两种周期的结构，即取样周期(12)和光栅周期(13)，在一个取样周期内包含有1～10个光栅周期；一个取样周期的范围为0.1cm～0.2cm，一个光栅周期的范围为100nm～900nm。本发明的取样保偏光纤布拉格光栅，在单一偏振方向具有多个反射通道，可以作为多波长偏振滤波器应用于偏振复用及解复用系统；虽然取样保偏光纤布拉格光栅的造价很低，但可以在偏振复用系统中同时实现偏振分束和选择波长的功能。
Description
技术领域
本发明涉及光纤光栅滤波技术领域，研制一种新型的取样保偏光纤布拉格光栅。
背景技术
刻录在普通单模光纤上的取样光纤布拉格光栅，具有地插入损耗、多波长输出的特点，可以作为多波长滤波器，应用于诸如密集波分复用系统、可调谐多波长激光器、离散分布光纤传感等方面。偏振复用是一种新的光纤通信技术，其原理是在同一波长信道中，利用两个相互正交的偏振态独立地传输两路数据信号以加倍系统的总数据流量。研制各种适用于偏振复用系统的新型偏振滤波器已经成为了科研热点。
申请号为02148911.4的双折射光纤光栅的中国专利，提出了在保偏光纤上刻录光纤布拉格光栅的方案，此种双折射光纤光栅在快慢轴方向各有一个反射峰，结合一定的光纤通信器件，可以用于实现光通信系统中的偏振模色散的补偿。
发明内容
本发明的目的是研制一种新型的取样保偏光纤布拉格光栅，它具有多波长偏振输出的特点。取样保偏光纤布拉格光栅可以在单一光纤中实现具有不同偏振态的两套取样布拉格光栅反射谱。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种取样保偏光纤布拉格光栅，结构是在保偏光纤上刻录光纤布拉格光栅，所述的光纤布拉格光栅具有两种周期的结构，即取样周期和光栅周期，在一个取样周期内包含有1～10个光栅周期；一个取样周期的范围为0.1cm～0.2cm，一个光栅周期的范围为100nm～900nm。
本发明的光纤布拉格光栅的可选择长度范围为1cm～2cm。
本发明的光纤布拉格光栅可以为低双折射型取样光纤布拉格光栅或高双折射型取样光纤布拉格光栅。
在保偏光纤上一次写入取样光纤布拉格光栅，利用保偏光纤中固有的双折射，即光纤中快轴和慢轴(快慢轴分别对应折射率不相同的两个偏振分量)存在着一定的折射率差，就可得到等效意义上的两个光栅，它们的中心波长由于所在轴的初始折射率不同而不同。通过改变快慢轴之间的折射率差我们可以得到想要输出的不同波形。
保偏光纤模式双折射定义为：
B＝nx-ny， (1)
对于刻录在保偏光纤上的取样光纤布拉格光栅来说，模式双折射同样有着重要的意义。对于普通取样光纤布拉格光栅，它的等效布拉格中心为，
λB＝2neffΛ， (2)
取样光纤布拉格光栅被写入保偏光纤后，可以实现更多数量的多波长输出，在这种情况下，可以认为在保偏光纤的快慢光轴上分别有一套光栅的梳状反射谱。快慢轴上的布拉格中心波长分别为：
λf B＝2nf effΛ， (3)
λs B＝2ns effΛ， (4)
其中，nf eff和ns eff为分别为快轴和慢轴上的有效折射率，如果保偏光纤的模式双折射B来表示两个轴之间的有效折射率差，那么它和了两个共振中心波长之间的间隔ΔλB关系如下，
ΔλB＝λs B-λf B＝2(ns eff-nf eff)Λ， (5)
B＝ns eff-nf eff， (6)
ΔλB＝2BΛ， (7)
通过(7)式可以看出，保偏光纤快慢轴上布拉格中心反射波长之间的间隔随着两个轴上的有效折射率差变化，这里所说的有效折射率差便是前面提到的保偏光纤的模式双折射B。
B对于取样保偏光纤布拉格光栅反射谱有重要影响。对于低双折射的保偏光纤(Low-Bi)来说，模式双折射值通常为10-4-10-6，两个轴上不同偏振方向的反射谱的中心波长间隔ΔλB不到1nm；而对于高双折射(Hi-Bi)的保偏光纤来说，模式双折射值可以达到10-3，两个轴上不同偏振方向的反射谱的中心波长间隔ΔλB可以达到几个nm。也就是说，对于模式双折射值B在10-6-10-3数量级的保偏光纤来说，刻录在其上的取样保偏光纤布拉格光栅两个不同偏振方向反射谱的中心波长间隔ΔλB以从次nm的数量级到nm的数量级分开。
综上所述，通过选取不同模式双折射值的保偏光纤作为制作取样保偏光纤布拉格光栅的写入光纤，我们可以制作出在两个相互正交的偏振方向上具有不同布拉格中心波长间隔的反射谱的取样保偏光纤布拉格光栅。
本发明的刻录在保偏光纤上的取样光栅的优点是：其一，以往的双折射光纤光栅在单一偏振方向，只具有一个反射通道，而取样保偏光纤布拉格光栅，在单一偏振方向具有多个反射通道，可以作为多波长偏振滤波器应用于偏振复用及解复用系统；其二这种新型的取样保偏光纤布拉格光栅具有成本优势，虽然取样保偏光纤布拉格光栅的造价不足千元，但它可以在偏振复用系统中同时实现偏振分束和选择波长的功能。
附图说明
图1为保偏光纤截面示意图；
图2为取样保偏光纤布拉格光栅制作示意图；
图3为取样保偏光纤布拉格光栅的结构示意图；
图4为宽频带的取样保偏光纤布拉格光栅反射谱；
图5为窄信道间隔的取样保偏光纤布拉格光栅反射谱图；
图6为取样保偏光纤布拉格光栅应用于偏振解复用系统的示意图。
具体实施方式
结合附图进一步说明本发明的取样保偏光纤布拉格光栅的制作和结构。
实施例1 本发明的取样保偏光纤布拉格光栅的制作
图1给出已有的保偏光纤截面示意图。保偏光纤有两个相互正交的折射率不相同的轴向，即快轴与慢轴，图1中F和S分别为快轴和慢轴方向。本发明的光纤布拉格光栅制作在图1所示的保偏光纤上。
对于在保偏光纤上刻录光纤布拉格光栅有许多方法，比如相位掩模板法，振幅掩模板法等；对于在保偏光纤上制作取样光纤布拉格光栅，本发明同样可以使用上述方法。
对于制作取样保偏光纤布拉格光栅，本发明选用如图1所示的光敏性的保偏光纤作为原材料，图1中注明了高掺杂区，保偏光纤通过在包层内掺杂的工艺，可以提高某一轴向上的折射率，也就是我们表明的慢轴即S轴。图2为本发明制作取样保偏光纤布拉格光栅的示意图，图2中利用两束激光反向同时照射到保偏光纤上，这两束激光可以采用波长为248nm的激光束；两束激光透过两个相同的相位掩模板(用于制作取样光纤布拉格光栅的相位掩模板即可)照射保偏光纤。两个相位掩模板互相平行，两相位掩模板的中心连线，与偏振轴的夹角为45°。经过大约为15分钟左右的照射，即可在保偏光纤中形成折射率呈周期性的取样保偏光纤布拉格光栅。
实施例2本发明的结构
图3为取样保偏光纤布拉格光栅的结构示意图。图3中，11为保偏光纤，12为取样周期，13为光栅周期。不同于申请号为02148911.4的专利中所描述的双折射光纤光栅，取样保偏光纤布拉格光栅是通过激光照射，在保偏光纤上形成了周期结构。本发明的周期结构具有两种周期，即取样周期12和光栅周期13。取样周期12范围通常为0.1cm～0.2cm，光栅周期13可选择范围为100nm～900nm。用来制作取样保偏光纤布拉格光栅的保偏光纤11的双折射值可选择范围为10-3～10-5，取样保偏光纤布拉格光栅的可选择长度范围为1cm～2cm。
对于可以应用于密集波分复用系统的取样保偏光纤布拉格光栅来说，根据ITU-T通信标准，波长通道间隔为0.4nm或0.8nm，为了达到ITU-T的要求，本发明设计出两种类型的取样保偏光纤布拉格光栅，分别为低双折射型取样光纤布拉格光栅和高双折射型取样光纤布拉格光栅。
对于低双折射型取样光纤布拉格光栅来说，当光栅长度为1.3cm，取样周期约为0.104cm，光栅周期约为534nm，所选用保偏光纤纤芯有效折射率平均值为1.45，双折射值约为1.8×10-4时，低双折射型取样光纤布拉格光栅反射谱的波长通道间隔达到0.4nm。
对于高双折射型取样光纤布拉格光栅来说，当光栅长度为1.3cm，取样周期约为0.104cm，光栅周期约为534nm，纤芯有效折射率平均值也为1.45，双折射值约为0.0015时，高双折射型取样光纤布拉格光栅反射谱的波长通道间隔达到0.4nm。
实施例3两种不同的取样保偏光纤布拉格光栅的反射谱
图4与图5分别为两种不同的取样保偏光纤布拉格光栅的反射谱。
图4为宽频带的取样保偏光纤布拉格光栅发射谱，它的频带宽度为具有相同结构参数(取样率，光栅长度，光栅周期，取样周期等)的刻录在普通单模光纤上的普通取样光纤布拉格光栅的2倍。
图5为窄通道间隔的取样保偏光纤布拉格光栅发射谱，它的通道间隔为具有相同结构参数(取样率，光栅长度，光栅周期，取样周期等)的刻录在普通单模光纤上的普通取样光纤布拉格光栅的一半。
实施例4本发明的一种应用举例
取样保偏光纤布拉格光栅具有多波长偏振输出的光谱特性，因此可以将其作为多波长偏振滤波器，应用于诸如密集波分复用系统(偏振复用与解复用和光分插复用)、可调谐多波长激光器、离散分布光纤传感等方面。在此，我们首先设计一种将取样保偏光纤布拉格光栅应用于偏振复用系统(PDM)中实现解复用的应用方案。
图6中，所选用的取样保偏光纤布拉格光栅必须满足两个条件，其一，要求所选用的取样保偏光纤布拉格光栅为高双折射值型，取样保偏光纤布拉格光栅快轴的反射谱带宽加上慢轴的反射谱带宽至少等于入射信号带宽的二倍；其二，所选用的取样保偏光纤布拉格光栅的快轴或慢轴方向的反射谱所覆盖的波长范围刚好与入射信号的波长范围形同，此外取样保偏光纤布拉格光栅快轴的反射谱中的不同输出波长之间的波长间隔应该等于入射信号的波长间隔也相同。当正交偏振的信号从1#端口入环形器(circular)后，从2#端口输出，然后进入取样保偏光纤布拉格光栅，入射信号的某一偏振方向的分量(快轴分量或者慢轴分量)被取样保偏光纤布拉格光栅反射，从而从3#端口输出；而未被反射的入射信号则顺利的通过了取样保偏光纤布拉格光栅，进入下一个站点。可见，使用取样保偏光纤布拉格光栅在这里同时实现了两个功能：其一，取样保偏光纤布拉格光栅对入射信号起到了偏振分束器的作用，将本来相互正交偏振信号分成了单一偏振方向的信号；其二，取样保偏光纤布拉格光栅的反射谱具有多波长输出的特点，对入射信号起到了选择波长即分波的作用。
Claims (5)
1、一种取样保偏光纤布拉格光栅，结构是在保偏光纤(11)上刻录光纤布拉格光栅，其特征在于，所述的光纤布拉格光栅具有两种周期的结构，即取样周期(12)和光栅周期(13)，在一个取样周期(12)内包含有1～10个光栅周期(13)；一个取样周期(12)的范围为0.1cm～0.2cm，一个光栅周期(13)的范围为100nm～900nm。
2、按照权利要求1所述的取样保偏光纤布拉格光栅，其特征在于，所述的光纤布拉格光栅为低双折射型取样光纤布拉格光栅或高双折射型取样光纤布拉格光栅。
3、按照权利要求1或2所述的取样保偏光纤布拉格光栅，其特征在于，所述的光纤布拉格光栅长度范围为1cm～2cm。
4、按照权利要求1或2所述的取样保偏光纤布拉格光栅其特征在于，所述的低双折射型取样光纤布拉格光栅，当光栅长度为1.3cm，取样周期为0.104cm，光栅周期为534nm，保偏光纤纤芯有效折射率平均值为1.45，双折射值为1.8×10-4时，低双折射型取样光纤布拉格光栅反射谱的波长通道间隔达到0.4nm。
5、按照权利要求1或2所述的取样保偏光纤布拉格光栅其特征在于，所述的高双折射型取样光纤布拉格光栅，当光栅长度为1.3cm，取样周期为0.104cm，光栅周期为534nm，保偏光纤纤芯有效折射率平均值为1.45，双折射值为0.0015时，高双折射型取样光纤布拉格光栅反射谱的波长通道间隔达到0.4nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100508047A CN101290376B (zh) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | 取样保偏光纤布拉格光栅 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008100508047A CN101290376B (zh) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | 取样保偏光纤布拉格光栅 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101290376A true CN101290376A (zh) | 2008-10-22 |
| CN101290376B CN101290376B (zh) | 2011-05-25 |
Family
ID=40034715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2008100508047A Expired - Fee Related CN101290376B (zh) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | 取样保偏光纤布拉格光栅 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101290376B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262303A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | 华为技术有限公司 | 实现偏振合波功能的光交错滤波装置及方法 |
| CN106410576A (zh) * | 2016-08-28 | 2017-02-15 | 北京工业大学 | 一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器 |
| CN110244403A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 清华大学 | 光子晶体啁啾布拉格光纤光栅脉冲展宽器 |
| CN110797737A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-14 | 西安交通大学 | 一种短直腔单偏振单纵模光纤激光器及其制备方法 |
| CN111668684A (zh) * | 2019-03-06 | 2020-09-15 | 绍兴钠钇光电有限公司 | 超窄带宽滤波器及高功率单纵模窄线宽光纤激光器 |
| CN112147739A (zh) * | 2019-06-26 | 2020-12-29 | 上海康阔光智能技术有限公司 | 光纤陀螺用抗弯抗扭光纤及使用该光纤的传感光纤环和光纤陀螺 |
| CN113495322A (zh) * | 2020-04-01 | 2021-10-12 | 华为技术有限公司 | 分光器、光分配网络和确定光接入网拓扑的系统 |
-
2008
- 2008-06-06 CN CN2008100508047A patent/CN101290376B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102262303A (zh) * | 2010-05-27 | 2011-11-30 | 华为技术有限公司 | 实现偏振合波功能的光交错滤波装置及方法 |
| CN102262303B (zh) * | 2010-05-27 | 2013-01-16 | 华为技术有限公司 | 实现偏振合波功能的光交错滤波装置及方法 |
| CN106410576A (zh) * | 2016-08-28 | 2017-02-15 | 北京工业大学 | 一种线偏振输出的全光纤脉冲双腔激光器 |
| CN111668684A (zh) * | 2019-03-06 | 2020-09-15 | 绍兴钠钇光电有限公司 | 超窄带宽滤波器及高功率单纵模窄线宽光纤激光器 |
| CN110244403A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-09-17 | 清华大学 | 光子晶体啁啾布拉格光纤光栅脉冲展宽器 |
| CN110244403B (zh) * | 2019-05-17 | 2021-01-26 | 清华大学 | 光子晶体啁啾布拉格光纤光栅脉冲展宽器 |
| CN112147739A (zh) * | 2019-06-26 | 2020-12-29 | 上海康阔光智能技术有限公司 | 光纤陀螺用抗弯抗扭光纤及使用该光纤的传感光纤环和光纤陀螺 |
| CN112147739B (zh) * | 2019-06-26 | 2022-11-29 | 上海康阔光智能技术有限公司 | 光纤陀螺用抗弯抗扭光纤及使用该光纤的传感光纤环和光纤陀螺 |
| CN110797737A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-02-14 | 西安交通大学 | 一种短直腔单偏振单纵模光纤激光器及其制备方法 |
| CN113495322A (zh) * | 2020-04-01 | 2021-10-12 | 华为技术有限公司 | 分光器、光分配网络和确定光接入网拓扑的系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101290376B (zh) | 2011-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101290376B (zh) | 取样保偏光纤布拉格光栅 | |
| Ibsen et al. | Sinc-sampled fiber Bragg gratings for identical multiple wavelength operation | |
| CN100565255C (zh) | 偏振非敏感的微弯光纤光栅及其使用装置 | |
| DE60314210T2 (de) | Durchstimmbarer Dispersionskompensator mit Wenigmodenfasern und mit schaltbaren Modenkonvertern | |
| Dai et al. | High channel-count comb filter based on chirped sampled fiber Bragg grating and phase shift | |
| CN101915961A (zh) | 一种多级联光纤光栅滤波器 | |
| US7373045B2 (en) | Method and apparatus for processing optical signals with supergratings | |
| CN101915595B (zh) | 基于频域反射光纤光栅传感技术的波分复用网络构建方法和系统 | |
| US7263257B2 (en) | Gires-Tournois etalons and dispersion compensation | |
| Zou et al. | Periodically chirped sampled fiber Bragg gratings for multichannel comb filters | |
| Gu et al. | Demonstration of all-fiber WDM for multimode fiber local area networks | |
| Nyman et al. | Technology trends in dense WDM demultiplexers | |
| CN201804131U (zh) | 一种基于光纤光栅滤波器的光分插复用器 | |
| CN113970812A (zh) | 一种少模光纤光栅选择性滤波器 | |
| Painchaud et al. | Optical tunable dispersion compensators based on thermally tuned fiber Bragg gratings | |
| CN102879025A (zh) | 一种光纤光栅传感装置 | |
| Doyle et al. | FBG-based multi-channel low dispersion WDM filters | |
| EP1216427A1 (en) | A grating design | |
| CN114624818B (zh) | 光纤光栅装置以及传感设备 | |
| CN101943771B (zh) | 一种多通道光纤光栅色散补偿器 | |
| CN1246714C (zh) | 光学分插滤波器 | |
| Rothenberg et al. | Phase-only sampling for fabrication and design of high channel-count fiber Bragg gratings | |
| US20030068120A1 (en) | Optical interleaver | |
| CN106094117A (zh) | 基于间插多相移啁啾取样光纤光栅的多通道色散补偿器及其应用 | |
| CN101344618B (zh) | 带有多光纤准直器的光梳状分波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110525 Termination date: 20120606 |