CN104834057B - 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 - Google Patents
长周期光纤光栅带通带阻滤波器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104834057B CN104834057B CN201510240189.6A CN201510240189A CN104834057B CN 104834057 B CN104834057 B CN 104834057B CN 201510240189 A CN201510240189 A CN 201510240189A CN 104834057 B CN104834057 B CN 104834057B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- core
- optical fibre
- fibre
- input
- lpfg
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000000985 reflectance spectrum Methods 0.000 claims description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001953 sensory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
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
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02057—Optical fibres with cladding with or without a coating comprising 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
- G02B6/02295—Microstructured optical fibre
- G02B6/023—Microstructured optical fibre having different index layers arranged around the core for guiding light by reflection, i.e. 1D crystal, e.g. omniguide
- G02B6/02304—Core having lower refractive index than cladding, e.g. air filled, hollow core
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。本发明提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传感领域与光通信无源器件领域，尤其涉及长周期光纤光栅(LPFG)带通带阻滤波器。
背景技术
光栅滤波器是用来进行波长选择的光器件，它可以从众多的波长中挑选出所需要的波长。随着光通信技术的发展，光栅滤波器作为波分复用(WDM)光纤网络中必不可少的关键器件，是波分复用光网络中的关键网元之一。自从1996年首次在单模光纤上写出周期为数百个微米的LPFG以来，LPFG由于其制作简单、易于连接、插入损耗低、无后向反射等优点，在光通信领域发挥着越来越重要的作用。此外，LPFG对环境参数(折射率、温度、湿度、应力、弯曲、扭曲等)的变化很敏感，因此，在传感测量方面也具有很大的竞争优势。
长周期光纤光栅作用于同向传输的纤芯导模和包层模之间，它将纤芯导模耦合到向前传输的包层模从而形成谐振波长的损耗峰，呈现出透射型带阻滤波特性。如果在长周期光栅中引入一个相移部分，或者在两个LPFG之间嵌入一个纤芯模式阻滞器，LPFG也可以作为透射型带通滤波器。但不论LPFG作为带通滤波器，还是带阻滤波器，都会浪费掉一部分带宽。为了充分利用波长资源，研究者又提出基于两个平行LPFG、利用两光纤包层间倏逝波耦合效应的LPFG耦合滤波方案，它可以同时实现谐振波长的带通滤波和其他波长的带阻滤波。但为了克服倏逝波耦合效率低的缺点，往往需要特殊制作的光纤或者两根光纤需要特殊的相对位置。
总之，目前的长周期光纤光栅滤波器存在着功能单一或结构复杂、制作困难等缺点。
发明内容
为了克服现有长周期光纤光栅滤波器存在的功能单一、结构复杂和制作困难的不足，本发明提供一种同时实现带通和带阻滤波、避免LPFG耦合器结构中通过倏逝波耦合时效率低问题的长周期光纤光栅带通带阻滤波器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。
进一步，所述纤芯模式反射器，是通过在输入光纤与空芯光纤熔接一端的纤芯处镀膜，以形成反射端面进而制成的。
再进一步，所述镀膜为金属膜或介质膜。
本发明的技术构思为：通过在串联的两个LPFG之间熔接一段空芯光纤，并通过镀膜的方法制作出纤芯模式反射器，从而同时实现带通和带阻滤波。
本发明的有益效果主要表现在：1)目前长周期光纤光栅滤波器，要么是带阻型的，要么是带通型的，本发明长周期光纤光栅带通带阻滤波器可同时实现带通和带阻滤波；2)与能够同时实现带通和带阻功能的LPFG耦合器所采用的光栅并排结构不同，本发明中两个LPFG采用串联方式，不仅避免了并列的双光纤包层间倏逝波耦合效率低的问题，而且是一种完全的in-fiber的器件，便于与其他光纤器件直接连接。
附图说明
图1是长周期光纤光栅带通带阻滤波器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1，一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤101及输入LPFG102、输出光纤105及输出LPFG106、空芯光纤104和纤芯模式反射器103，所述输入LPFG102位于所述输入光纤101的纤芯内，所述输出LPFG106位于所述输出光纤105的纤芯内，所述空芯光纤104熔接在所述输入光纤101和输出光纤105所在之间；在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器103，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等。
所述纤芯模式反射器103，是通过在输入光纤101与空芯光纤104熔接一端的纤芯处镀膜，以形成反射端面进而制成的。
进一步，所述用于纤芯模式反射器的镀膜，包括金属膜和介质膜。
再进一步，所述输入LPFG102和输出LPFG106的制作方法包括但不限于紫外光(UV)光写入、CO2脉冲激光写入、电弧写入、飞秒激光脉冲写入以及机械法等方法。
参照图1，整个器件的工作过程和原理如下：首先，通过输入光纤101中的输入LPFG102将宽光谱或波分复用输入光109中的谐振波长(图1中点划线箭头所示)从纤芯模式耦合到包层模式LP1m中，谐振波长λm满足相位匹配条件其中Λ、nco和分别指光栅周期、纤芯的有效折射率和LP1m包层模的有效折射率。LP1m包层模式通过空芯光纤104的包层进入输出光纤105的包层中，然后通过输出LPFG 106从包层模式耦合回纤芯模式。这样透射光谱107在谐振波长处实现带通滤波特性。
同时，没有满足相位匹配条件的波长(图1中实线双向箭头所示)将留在输入光纤101的纤芯中。输入光纤101末端的纤芯模式反射器103将有效反射向前传输的、剩余的纤芯模式，并使其最终重新耦合回输入端，所以在反射光谱108中在谐振波长处显示出带阻特性。
实际应用时可利用光环行器来实现输入和反射信号的区分。
Claims (3)
1.一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器，包括输入光纤、输入LPFG、输出光纤和输出LPFG，所述输入LPFG位于所述输入光纤的纤芯内，所述输出LPFG位于所述输出光纤的纤芯内，其特征在于：所述带通带阻滤波器还包括空芯光纤和纤芯模式反射器，所述空芯光纤熔接在所述输入光纤和输出光纤之间，在输入光纤与空芯光纤熔接的一端设置所述纤芯模式反射器，所述空芯光纤中心孔的直径和输入光纤、输出光纤纤芯的直径相等，所述空芯光纤的外层直径和输入光纤、输出光纤包层的外径相等；
通过输入光纤中的输入LPFG将宽光谱或波分复用输入光中的谐振波长从纤芯模式耦合到包层模式LP1m中，谐振波长λm满足相位匹配条件其中Λ、nco和分别指光栅周期、纤芯的有效折射率和LP1m包层模的有效折射率；LP1m包层模式通过空芯光纤的包层进入输出光纤的包层中，然后通过输出LPFG从包层模式耦合回纤芯模式；这样透射光谱在谐振波长处实现带通滤波特性；
同时，没有满足相位匹配条件的波长将留在输入光纤的纤芯中，输入光纤末端的纤芯模式反射器将有效反射向前传输的、剩余的纤芯模式，并使其最终重新耦合回输入端，所以在反射光谱中在谐振波长处显示出带阻特性。
2.如权利要求1所述的长周期光纤光栅带通带阻滤波器，其特征在于：所述纤芯模式反射器，是通过在输入光纤与空芯光纤熔接一端的纤芯处镀膜，以形成反射端面进而制成的。
3.如权利要求2所述的长周期光纤光栅带通带阻滤波器，其特征在于：所述镀膜为金属膜或介质膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240189.6A CN104834057B (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510240189.6A CN104834057B (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104834057A CN104834057A (zh) | 2015-08-12 |
| CN104834057B true CN104834057B (zh) | 2018-04-20 |
Family
ID=53812049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510240189.6A Expired - Fee Related CN104834057B (zh) | 2015-05-12 | 2015-05-12 | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104834057B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108872234B (zh) * | 2018-06-20 | 2023-09-26 | 浙江工业大学 | 基于lpfg的单光纤oct系统 |
| CN114966952A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-08-30 | 广东工业大学 | 一种长周期光纤光栅制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040033997A (ko) * | 2002-10-16 | 2004-04-28 | 광주과학기술원 | 할로우 광섬유를 이용한 코어모드 제거기 |
| CN1975484A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-06-06 | 重庆大学 | 长周期光纤光栅带通滤波方法及实现该方法的带通滤波器 |
| CN101000394A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-18 | 重庆大学 | 增加长周期光纤光栅强度并减小带宽的方法及光纤光栅 |
| CN101446662A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-06-03 | 电子科技大学 | 长周期光纤光栅带通滤波器 |
| CN204575889U (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-19 | 浙江工业大学 | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 |
-
2015
- 2015-05-12 CN CN201510240189.6A patent/CN104834057B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040033997A (ko) * | 2002-10-16 | 2004-04-28 | 광주과학기술원 | 할로우 광섬유를 이용한 코어모드 제거기 |
| CN1975484A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-06-06 | 重庆大学 | 长周期光纤光栅带通滤波方法及实现该方法的带通滤波器 |
| CN101000394A (zh) * | 2006-12-22 | 2007-07-18 | 重庆大学 | 增加长周期光纤光栅强度并减小带宽的方法及光纤光栅 |
| CN101446662A (zh) * | 2008-12-29 | 2009-06-03 | 电子科技大学 | 长周期光纤光栅带通滤波器 |
| CN204575889U (zh) * | 2015-05-12 | 2015-08-19 | 浙江工业大学 | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104834057A (zh) | 2015-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101604048B (zh) | 一种基于细芯光纤的全光纤滤波器 | |
| CN104834056B (zh) | 一种长周期光纤光栅带通带阻滤波器的制作方法 | |
| CN109870767A (zh) | 一种光栅型单纤三向复用器 | |
| CN104834057B (zh) | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 | |
| Romaniuk | Tailored optical fibers | |
| US7835604B2 (en) | Fiber Bragg grating element | |
| CN103197387B (zh) | 基于光折变长周期波导光栅的光分插复用器 | |
| CN101776784B (zh) | 一种2×2长周期光纤光栅耦合器 | |
| CN204575889U (zh) | 长周期光纤光栅带通带阻滤波器 | |
| CN200997432Y (zh) | 一种直线闭环谐振腔结构 | |
| CN204694372U (zh) | 一种基于fbg的低成本可拓展光纤光栅传感解调器 | |
| CN201464669U (zh) | 干涉型细芯光纤滤波器 | |
| CN103713411B (zh) | 可调谐带通光纤滤波器的制作方法 | |
| CN103091773A (zh) | 1.31微米和1.55微米双波段可调谐光子晶体光纤滤波器 | |
| CN102830462B (zh) | 高双折射器件及其制作方法 | |
| CN203287559U (zh) | 基于光折变长周期波导光栅的光分插复用器 | |
| Aslund et al. | Add-drop multiplexing by dispersion inverted interference coupling | |
| CN204116743U (zh) | 可调谐带通光纤滤波器 | |
| CN110673259A (zh) | 一种级联啁啾长周期光纤光栅带通滤波器 | |
| CN106092161A (zh) | 一种基于光环行器的光纤光栅时分复用传感系统 | |
| US5703976A (en) | Wavelength resonant fused fibre coupler | |
| JP4429953B2 (ja) | ファイバブラッググレーティング素子 | |
| CN203658617U (zh) | 一种光纤滤波器 | |
| JP2002504703A (ja) | 光学装置 | |
| CN111965754B (zh) | 基于磁流体的可编程光纤光栅的大范围可调谐滤波器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191120 Address after: Room 1,020, Nanxun Science and Technology Pioneering Park, No. 666 Chaoyang Road, Nanxun District, Huzhou City, Zhejiang Province, 313000 Patentee after: Huzhou You Yan Intellectual Property Service Co.,Ltd. Address before: 313000 Room 1403, 14th Floor, Building B, Freeport, Headquarters 1188 District Fulu Road, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee before: Zhejiang creation Intellectual Property Service Co.,Ltd. Effective date of registration: 20191120 Address after: 313000 Room 1403, 14th Floor, Building B, Freeport, Headquarters 1188 District Fulu Road, Wuxing District, Huzhou City, Zhejiang Province Patentee after: Zhejiang creation Intellectual Property Service Co.,Ltd. Address before: The city Zhaohui six districts Chao Wang Road Hangzhou city Zhejiang province Zhejiang University of Technology No. 18 310014 Patentee before: Zhejiang University of Technology |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191206 Address after: No. 486, Lane 5, Dingcun, Chengxi Town, Longhua District, Haikou City, Hainan Province Patentee after: Hainan Jinin Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: Room 1,020, Nanxun Science and Technology Pioneering Park, No. 666 Chaoyang Road, Nanxun District, Huzhou City, Zhejiang Province, 313000 Patentee before: Huzhou You Yan Intellectual Property Service Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180420 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |