CN1065634C - 整体型马赫－策德尔装置 - Google Patents
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Abstract
一整体型的，相对于环境稳定的马赫-策德尔装置，它通过将第一和第二不同的光纤穿过玻璃管的孔腔而制成。对玻璃管进行抽真空并加热使之收缩裹紧于光纤之上。随后再对玻璃管在两个相隔离的位置上加热并拉伸以形成由两根光纤相结合而成的两个耦合器。在两个耦合器之间的两根光纤具有不同的传播常数，由此在两根光纤之一根中的光信号传播相应于另一光纤中的光信号传播有一相对滞后。
Description
本发明涉及相对于环境稳定的马赫-策德尔装置(Mach-Zhnder device)以及制造该装置的方法。
对于窄频带波长分隔多路(WDM)耦合器和滤波器的需求逐渐增加。在1550nm的工作窗口中需用这种装置来调节铒光纤放大器的增益光谱。在主干线及光纤-用户结构中亦广泛采用这些装置。
人们对于波长可调元件和固定波长元件均有需求。例如，在全光学网络中，为了检测所需的输入信号可在接收端对装置进行调节。在第二种方法中，使用可调激光器来发送多个信号，并使用一带有固定滤波器的接收机来检测所需信号。传输系统亦可采用固定激光器和滤波器，这种滤波器的波长分隔能力需在几十个毫微米至小到一个毫微米的数量级上。而且，这些元件需相对于环境稳定且十分可靠。
马赫-策德尔滤波器以其窄频带波长性能而著称。人们建议通过连接两个有不同光纤长度的凋落型耦合器来制造通带窄至1nm的滤波器。参见1990年1月22日至26日光纤通信会议小型会议，论文集第256页(C.A.Brackett的论文“密集型WDM技术”的一部分)。由于连接的光纤需经受外部的不稳定条件例如温度变化及随机的弯曲力，使用这种方法难以实现再现性及相对于环境的稳定性。
因此，本发明的一个目的在于提供一种相对于环境稳定的马赫-策德尔装置。本发明之另一目的在于提供一种马赫-策德尔装置，该装置温度梯度不敏感且能承受将导致因疏忽造成的弯曲的力。本发明之再一目的在于提供一种制造改进型马赫-策德尔装置的方法。
简单地说，本发明涉及一种马赫-策德尔装置，所述装置包括一基质玻璃的拉伸体，不同的第一和第二光纤穿过所述拉伸体而延伸。所述拉伸体包括一相移段，在该段中的光纤具有不同的传播常数。由此使光信号在相移段中以不同的速度通过光纤。拉伸体还包括位于相移段之相反两端的两个分隔开的耦合段。在耦合段中拉伸体直径及光纤直径均小于相移段中的拉伸体直径及光纤直径。
本发明还涉及一制造整体型马赫-策德尔装置的方法。将多根光纤插入一随后将被抽真空之玻璃管的孔腔中。对管子进行加热使其第一段收缩裹紧于光纤上。拉伸该第一收缩裹紧段的中段以形成一第一耦合段。加热管子的第二段从而使第二管段收缩裹紧于光纤上。拉伸第二收缩裹紧段以形成一在空间上与第一耦合段分隔开的第二耦合段。
可用两种不同的技术对管子进行收缩裹紧及拉伸加工。可在拉伸第一和第二段之前先对所述两段及位于该两段之间管子的整个部分进行收缩裹紧处理。例如，可对第一管段进行加热从而将管子收缩裹紧于光纤之上，且沿着管子移动加热源直至其到达第二管段，随后对管子的第一和第二部分依次地进行拉伸。在这一实施例中，光纤被嵌在位于两收缩裹紧段之间的那部分管子的基质玻璃中。
另一种方法是，可在收缩裹紧和拉伸第二管段之前收缩裹紧并拉伸第一管段。在这一实施例中，管子在上述两段之间形成一空腔。光纤延伸穿过该空腔且在两个耦合段之间的区域上与基质玻璃接触得最少。
图1是整体型外包层马赫-策德尔装置的横截面图。
图2是沿着图1中的2-2线看得的局部横截面图。
图3是用来将一毛细管收缩裹紧于光纤上并拉伸该管以形成一耦合段之装置的示意图。
图4是采用一种具有抗反射终端之光纤的实施例的局部横截面图。
图5是一马赫-策德尔装置的示意图。
图6是带有一2厘米长的相移段的单级马赫-策德尔滤波器的计算得的输出功率对波长的曲线图。
图7是两个相连接的马赫-策德尔装置的示意图。
图8是图7之马赫-策德尔装置之计算得的输出功率对波长的曲线图。
图9是又一实施例的横截面图。
图10是沿图9中10-10线看得的局部横截面图。
图11是示出了可调型马赫-策德尔装置的示意图。
图12是作为一特例的单级马赫-策德尔滤波器之测量得的输出功率对波长的曲线图。
附图并不打算表示出其中所示元件的尺寸或相对的比例。
根据本发明，制成了一整体型结构的马赫-策德尔装置(图1)，它包括用一相移段14连接起来的相连接的外包层耦合器11和12，这种装置是通过将光纤16和17插入用基质玻璃19做的管子的孔腔18而制成的。每一光纤的纤芯均由折射率低于纤芯的包层所围绕。光纤的纤芯可具有不同的折射率n1和n1′，且光纤的包层可具有不同的折射率n2和n2′。光纤16和17之纤芯中点子的不同密度表示了不同的折射率。邻接于光纤之基质玻璃管部分的折射率低于两个光纤包层中之任一个最低折射率n2′。玻管孔腔的每一端可呈漏斗型(未示出)以便于插入光纤。玻管和光纤合称为一耦合器预制品。
把耦合器预制品在图3所示拉伸装置上作进一步加工。将预制品31穿过环形喷灯34插入并将其夹在拉伸夹盘32和33上，所述夹盘安置在由电动机进行控制的载物台45和46上。光纤被穿过抽真空附属装置41和41′，所述装置随后被封接在预制品31的端部。在结合进本文以用作参考的美国专利5011251中揭示了典型的抽真空附属装置。通过管道42把管41抽成真空。具有一定长度的薄橡皮管43的一端被固定至抽真空附属装置41与预制品31端相对的一端上；橡皮管的另一端延伸在橡皮管夹持装置(未示出)中。上部抽真空附属装置41′以同样的方法与管道42′、橡皮管43′和橡皮管夹持装置相连接。光纤有包覆的部分从导管43和43′中延伸出来，位于a点和b点之间之玻管中的光纤部分未包覆。当空气压力以箭头44，44′所示之方向加在橡皮管43和43′上时，为了对穿过橡皮管的光纤将橡皮管夹住，可通过管道42和42′对孔14进行抽真空。
在一实施例中，点a和b之间的玻管部分一开始便被收缩裹紧于光纤上。预制品被固定在夹盘32和33上且玻管孔已被抽真空之后，在接近于第一末端23的位置上加热玻管使之收缩裹紧在加热段上。夹盘32和33相对于喷灯移动预制品从而向末端24方向逐渐延伸收缩裹紧的区域，直至获得收缩裹紧玻管所需的长度。
在另一种方法中，可以固定夹盘32和33，而喷灯34可被安置在一由电动机控制的载物台35上。喷灯34起先被设置在接近末端23处以使之收缩裹紧；载物台35使喷灯相对于预制品移动从而向末端24的方向延伸收缩裹紧段。
随后，通过加热玻管的一段并向相反方向移动由计算机控制的载物台45和46来拉伸已加热段来制成耦合器11。可按照美国专利5,011,251来完成玻管拉伸操作。两玻管末端相背离移动的速率构成了总的拉伸率。可以用一恒定速率来拉伸玻管，或者可采用连续变化的拉伸率或呈离散的阶梯式的拉伸率。当达到预定的耦合时可停止位伸操作；随后可再加热玻管，且以一第二拉伸率进行拉伸。在图中，段21的直径是恒定的，尽管事实上它略呈锥形从而使段21的纵向中央处直径最小。众所周知，所制得耦合器的耦合特征是由这样一些参数例如基质玻璃19和光纤16及17的光学特性和机械特性及耦合器参数例如颈缩和锥形段的长度及形状来决定的。
当拉伸玻管以形成第一耦合器时，可将光功率耦合至一输入光纤，并对输出信号进行监测以控制耦合器制造工艺中的加工步骤。在下文所述的特例中，在拉伸时不为控制的目的而对输出功率进行监测。按以往对外包层光纤耦合器的经验，制造每一耦合器期间两载物台的总的拉伸距离通常在12和16mm之间，因而在所述特例中采用之型式的耦合器先被拉伸至该范围内的某一距离值。对所制得装置的光学特性进行测量，再调节随后制得的耦合器的拉伸或伸长距离使之更接近于所需特性。通过这一过程，达到最佳拉伸距离。在制造所述特例的马赫-策德尔装量时，第一耦合器被拉伸至最佳距离以达到所需的光学特性。一信号被加在输入光纤上，并对输出进行监测以确认是否已获得所需的耦合率。
为了使滤波器或WDM耦合器处于最佳工作状态，可使耦合器11和12具有大致相同的耦合特性。因此，最好使玻管的适当段经受与制造第一耦合器时使用的相同的拉伸条件从而在接近导管末端24处形成第二耦合器12。
虽然耦合器11和12可以是消色差型或WDM型的，如果使用的是消色差型耦合器，则马赫-策德尔装置可用于一更宽的波长范围内。可使用不同的技术来得到消色差性能。
根据美国专利5,011,251，可通过使第一耦合器光纤的包层折射率n2与第二耦合器光纤的包层折射率n2′相差一定数值，即使ΔCLADS的值大于零但小于0.03％，从而达到消色差性，其中ΔCLADS等于(n2 2-n2 12)/2n2 2。如此的折射率n2和n2′之差使在一个波长带上耦合器的耦合率随波长显示出很小的变化。
根据1992年7月15日提出的美国专利申请SN913,390“消色差型外包层光纤耦合器”，如果围绕着耦合段的基质玻璃体的折射率n3比n2小这样一个值，使得Δ2-3的值小于0.125％，则可将耦合器制成消色差性的，其中Δ2-3等于(n2 2-n3 2)/2n2 2。如果光纤包层具有不同的折射率，用最低的包层折射率来决定Δ2-3的值。
马赫-策德尔滤波器光纤中仅一根光纤需从装置中延伸出来。当装置制造完毕后，可将光纤17从装置中延伸出来的部分切断。随后宜把光纤17已切断的末端制成抗反射终端。
图4示出了另一实施例，其中与图1中相同的元件以加撇的参考标号来表示。可将光纤17′切割成使其长度略长于毛细管的长度，且可将其包覆材料完全剥除。可通过使火焰直接靠近光纤末端的地方且在被加热段拉伸并切断光纤从而将光纤17′的每一端制成抗反射终端。用一喷灯火焰对已加热段的尖端进行加热从而使玻璃后缩并形成一球形端面25，其直径等于或略小于原先的未包覆光纤之直径。在光纤两端上均已形成抗反射终端以后，其长度略短于毛细管。沿着光纤16′的裸露部分将光纤17′插入穿过漏斗状孔26并进入基质玻璃毛细管之管孔。随后用上文所述的方法制成该装置。光纤16′的一个末端用作制成装置输入口和输出口，而其另一末端用作输出口。
图5示出了现有技术之马赫-策德尔装置的示意图。用光纤F1和F2来连接两耦合器C1和C2。作为凋落型耦合器，它们通常是3Db的耦合器，因此加在输入口2上的光功率例如可在耦合器C1的两输出口上被平均地进行分配。光纤中之一根带有OPLD装置使之具有一光通道长度差从而在耦合器C2的两输入口间形成一相移。相移可采用现有技术来获得，例如，通过使用不同长度的光纤F1和F2或在两根光纤之一根中插入相移装置，已用这种马赫-策德尔装置来提供滤波和转换开关的功能。然而，这种装置对于光纤F1和F2间的温度差及这些光纤中之一根相对于其它光纤的弯曲非常敏感。
根据本发明，连接耦合器11和12的光纤部分16′和17′被设置在基质玻璃19中以保护它们不受外界不利条件的影响。例如，如果相移段14经受到一温度梯度，由于基质玻璃的作用，使两根光纤基本上感受到相同的温度。基质玻璃也可防止弯曲，因而使一根光纤不会因疏忽而造成相对于另一根变长。
由于延伸穿过相移段14之光纤段16′和17′的长度相同，这些光纤部分在段14上必须具有不同的传播常数从而在由耦合器11加至耦合器12的两信号之间提供一必需的相移。这可通过使用不同的光纤来实现。例如，光纤16与17的纤芯直径和/或折射率剖面可以是不同的。尽管在段14上光纤16和17的传播常数不同，但由于在已拉伸的耦合段上光纤纤芯的直径很小，因此在耦合器11和12的收细段上它们的数值基本相同。光纤16和17之纤芯直径和/或折射率剖面的不同造成了在耦合器11和12之耦合区域之外的光纤中，基模传播之传播常数差(Δβ)。由于在耦合区域内的纤芯很小，因而该区域内不同纤芯对光纤基模传播的传播常数的影响(ΔβCR)很小。当光纤包层直径变得足够小时，纤芯和包层的组合物起着耦合区域内波导的导光部分的作用，而围绕的低折射率基质玻璃起着包层的作用。从而在耦合区域中光功率在邻接的光纤包层之间转移。
以下对图5装置所期望的波长间隔进行计算。对于其中光纤F1和F2之传播常数相等的典型马赫-策德尔装置而言，在一输出脚上的功率为
P＝COS2(3.1416·dL/λ) (1)其中DL是光纤F1和F2间光程长度之差。对于通过使用不同纤芯折射率以获得光程长度之差的装置而言，输出功率将为
P＝COS2(3.1416·L·dn/n·λ) (1)不同的纤芯对于光程长度的影响可通过假设单模导功率的一半存在于纤芯中且对一光纤的增量加一个Δ来估量。等效折射率的变化约为
dn/n＝(Δ1-2+Δ1-2′)/2 (3)其中Δ1-2等于(n1 2-n2 2)/(2n1 2)，Δ1-2′等于(n1 ′2-n2 ′2)2n2 ′2，n1和n1′分别是纤芯16和17的折射率。图1中两光纤间光程长度之差为
dn/n＝(Δ1-2+Δ1-2′)/2-2·Δ1-2/2
＝(Δ1-2′-Δ1-2)/2 (4)将式4代入式2可得到
P＝COS2(3.1416·L·(Δ1-2′-Δ1-2)/λ)
(5)图6示出了式5的曲线图，对于一光纤16的Δ1-2值为0.3％且光纤的Δ1-2值为1.0％的单级马赫-策德尔滤波器而言，光程长度L为1cm。若L加倍，则图6中峰值29间的波长间隔将减半。
图1的相移段14的长度L包括了恒定直径部分和耦合器11和12的相邻锥形的部分。因此，长度L在标有L的两直线之间延伸。开始制造图1的装置时，起先将段14的恒定直径部分做得略短于由方程5算得的值L。对所制得的装置进行测试，再制出另外的装置，通过实验来决定所需的L值。
可如图7所示的那样将两个马赫-策德尔装置51和52连接起来。光纤中仅有一根从装置51延伸至装置52。当一个马赫-策德尔装置之相移段的滞后为一马赫-策德尔装置之相移段滞后的两倍时，例如，如果L1是1cm而L2是2cm，则可得到如图8所示的光谱。这一计算是通过如式5那样将两项相乘而得到的。
可将两个双级马赫-策德尔装置连接起来，从而通过使滤波器谱之尖峰变窄及降低噪声来提供更好的隔离度。由于仅单级才需制成整体型以获得优良的热稳定性，因此仍可期望有良好的环境特性。这是因为主要的相移是出现在单级马赫-策德尔装置的两个3Db耦合器之间的区段上而不是出现在两级之间的区段上。
可以注意到图6和8中的输出功率由零变化至基本上为输入功率的100％，为了得到这种滤波，马赫-策德尔装置必须采用将输入信号分为两个相等部分的3Db耦合器。为了得到输出由X％变化至100-X％的滤波，耦合器必须不均等地分配输入信号。例如，这种耦合器可将输入信号分为20％-80％的比率。图6的曲线28示出了采用了非3Db耦合器的马赫-策德尔装置的输出。
如果要求相移段能完全地抗弯曲，则可将整个马赫-策德尔装置裹覆或包覆在一坚硬的材料例如金属或聚合物中，例如，使所述材料与装置紧密接触。这种包覆对于没有外包层基质玻璃19的熔合式双锥型渐变耦合器是不适用的。由于耦合器光纤的模式场在耦合区域内延伸超出了光纤。如果能量延伸进入包覆材料的话将使熔合式双锥型渐变耦合器变为有损耗。
如图9和10中所示，相移段可保持不被收缩裹紧，在这两图中与图1中所示之元件相同的元件以带撇参考标号来表示。除了下文所述的变化外，可用上文所述的方式来制造所述装置。在基质玻璃管19′被安置在环形喷灯内并用由计算机控制的拉伸夹盘固定住其两端之后，通过将抽真空附属装置固定在所述玻管的末端来对它进行抽真空。在这一实施例中，玻管接近于末端23′处先被加热以使之收缩裹紧在加热段上。通过在同一处再次加热玻管并使夹盘向反方向移动以拉伸被加热段且使耦合器11′具有所需的耦合特性来制造耦合器11′。随后，玻管和喷灯间的相对移动使喷灯位于接近玻管相对端，在该端将再次进行收缩裹紧及拉伸操作以形成耦合器12′。光纤16a′和17a′延伸穿过相移段61中的空腔62。
可以如图11中所示那样在光纤平面上弯曲相移段14或61来调节图1和9的实施例。在图11中，用相移段51来连接耦合器50和52。可用装置54来固定段51的一端，用装置55对51的另一端进行弯折从而在两根光纤所在的平面上弯曲光纤57和58。电磁型、压电型、双金属型或其它型式的装置均可提供微小而可控的弯曲运动。美国专利5,146,1519中所揭示之转换开关的旋转作用亦适用于弯曲光纤57和58。
除了滤波器之外，马赫-策德尔装置也可从其所揭示的整体型结构而得到好处。例如，图11的装置可用作一转换开关。通过适当地弯曲段51使在一给定波长上的信号从光纤57被转换至光纤58。
下文的特例描述了制造马赫-策德尔滤波器的方法。
采用与美国专利第4,486,212(包含在此用作参考)中所揭示之工艺相似的方法来制造光纤。简单地说，根据该专利，在一圆柱形心轴上形成一多孔纤芯预制品，所述预制品包括一纤芯段和一薄层的包层玻璃。心轴被除去，制得的管状预制品被慢慢插入一固化马弗炉膛，所述马弗炉的最高温度在1200℃到1700℃之间，对于二氧化硅含量高的玻璃其最佳温度为1490℃。如包含在此用作参考的美国专利第4,165,223中所述，马弗炉的温度曲线在中央部分最高。通过使一含有氦气和约5容积百分比氯气的干燥气体流入预制品的孔腔从而将为达到干燥所需的通常为最低浓度的氯气加入预制品。接通孔腔末端以使煤气流过预制品的多个孔。同时使氦清洗气体流过马弗炉。
当真空被加到孔上以形成一孔被封闭的“纤芯棒”时，在标准拉伸炉上对制得的管状玻璃物体进行拉伸。具有适当长度的一段芯棒被固定在车床上，且其上淀积有二氧化硅粒子。慢慢地将最终制得的多孔预制品插入固化炉中，当含有99.5容积百分比的氦气和0.5容积百分比的氯气的混合气体向上流过炉膛时所述预制品被固化。拉伸所制得的玻璃预制品以形成一折射率阶跃单模光纤。(a)制成光纤16
光纤16是一标准电信光纤。
将由8.5wt％的二氧化锗掺杂的二氧化硅所组成的第一层玻璃粒子淀积在心轴上，并在第一层上淀积一薄层的二氧化硅粒子。除去心轴，干燥并固化所制得的多孔预制品。在这一过程中，含有65sccm(每分钟标准立方厘米)氯气和650sccm氦气的混合气体流入心轴被移去之处的中心孔。含有40slpm(每分钟标准公升)氦气和0.5slpm氧气的清洗气体由固化马弗炉的底部向上流过。所制得已固化的预制品被插入一拉伸炉中。对孔抽真空，将管状体的下端加热至1900℃并以约15cm/min的速率进行拉伸以形成-5mm的固化玻璃棒。将玻璃棒切割成几段，把其中一段固定在车床上，它被用作一心轴，在其上淀积二氧化硅包层微末以形成一最终的多孔预制品。最终的多孔预制品被慢慢插入氧化铝马弗炉，该炉膛的最高温度为1490℃，预制品在炉中被固化以形成一拉伸毛坯。在固化过程中，含有40slpm氦气，0.5slpm氯气和0.5slpm氧气的混合气体流过马弗炉。毛坯的顶端被加热至约2100℃，由此拉伸形成一外径为125μm的光纤，在拉伸过程中在光纤上包覆一直径为170μm的尿烷丙烯酸树脂包层。(b)制成光纤17
采用除以下区别外与(a)中所述过程相似的方法制造光纤16。在心轴上淀积一层由18wt.％二氧化锗掺杂的二氧化硅组成的第一层玻璃粒子，在第一层上淀积一薄层的二氧化硅粒子。对所制成的多孔纤芯预制品进行固化、拉伸并用纯净的二氧化硅包层在其外进行包覆。纤芯直径与所制得拉伸毛坯的外径之比是这样一数值，从而使得纤芯小于光纤16的纤芯(见表1)。拉伸光纤使其外径达到125μm并包覆直径为170μm的尿烷丙烯酸树脂包层。C.光纤特性
表1列出了这些光纤的Δesi(等效阶跃折射率增量)，desi(等效阶跃折射率纤芯直径)和MFD。光纤16的模式场参数是为生产光纤而预先测量得的标称值。它们是根据模式场直径的Petermann II定义，使用可变孔径远场方法来决定的。光纤17的模式场参数是计算值。
表1
Δ esi
d esi
光纤16 0.0036 8.3μm
光纤17 0.008 3.5μmd.制成耦合器
所采用的玻璃毛细管长56.3cm，外径为2.70mm。其孔腔是菱形的，菱形之每一边长约310μm。由火焰水解工艺制成的毛细管由用9wt.％二氧化硼掺杂的二氧化硅组成。在加热玻管末端的同时使三氟化氮流过玻管从而使该管之每一管端呈漏斗型。
已包覆的光纤16和17被切割成约3米长。从两光纤之中段上剥去约48.3cm长的一段包覆层，将它们穿过玻管孔腔直至未包覆层部分被置于玻管两端之间。在已包覆光纤上加上少量紫外光致粘合剂使之粘合至玻管的一端。光纤上受到一轻微的拉力并被粘合至玻管的另一端。
所制得的耦合器预制品31被插入穿过环形喷灯34并被夹在图3所示的拉伸夹盘32和33上。喷灯的中心被设置在离毛细管之顶端约1.9cm的地方。抽真空附属装置41和41′被固定于玻管的末端并被夹住(箭头44，44′)从而向预制品31提供一稳定在约38cm(15英寸)汞柱的真空度。
煤气和氧气分别以60slpm和120slpm的速度流向环形喷灯。将环形喷灯打开约18秒从而使玻管离开末端约14至23mm处一段的温度升高。这导致沿着约0.92cm长一段玻管，玻管收缩裹紧在光纤上。在耦合器预制品冷却了约30秒之后，火焰被再度点燃，煤气和氧气以与玻管收缩裹紧步骤中相同的方式流动，已收缩裹紧段被再次加热约16秒钟。真空度保持在约38厘米汞柱。夹盘32和33以约2.5厘米/秒的速率向两个相反方向移动从而使玻管总增长约1.55cm。由此制成了耦合器12。
放松由计算机控制的下夹盘，随后上夹盘32向下移动2.835mm的距离使玻管底部在喷灯内。重复上述将玻管收缩裹紧于光纤之上并拉伸玻管的步骤以制成耦合器11。
在耦合器冷却之后，从耦合器上移去抽真空管道，并在毛细管的每一端滴一滴粘合剂并将它暴露于紫外光中。随后从拉伸装置上取下马赫-策德尔装置。
所制得马赫-策德尔装置的玻管总长度为8.75cm，两耦合器间相移段的恒定直径部分的长度为1.144cm，该装置的谱输出示于图12。
Claims (11)
1.一种马赫-策德尔装置，其特征在于，包括
一拉长的基质玻璃体，
纵向延伸穿过所述拉长体的第一和第二不同的光纤，
在所述拉长体内的一相移段，所述光纤在相移段内具有不同的传播常数，由此在所述相移段内光信号以不同的速度传播通过所述光纤，和
在所述拉长体内位于所述相移段相对两端的两个空间上隔开的耦合段，在所述耦合段内所述拉长体的直径和所述光纤的直径小于在所述相移段内的直径。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤的纤芯具有不同的折射率和/或不同的直径。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述相移段内所述基质玻璃基本上与所述光纤相接触。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述相移段内所述光纤延伸穿过一拉长的空腔，由此在所述相移段内所述基质玻璃保持基本上与所述光纤不相接触。
5.如权利要求1，2，或4所述的装置，其特征在于，所述耦合段是消色差型的。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述耦合段是消色差型的。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述相移段内所述光纤的直径与相对于所述相移段之所述耦合器末端处，光纤的直径相等。
8.一种制造一马赫-策德尔装置的方法，其特征在于，包括
将多根光纤插入玻璃管的孔腔中，
对所述玻管空腔抽真空，
加热所述玻管使所述玻管的第一段收缩裹紧于所述光纤上，
拉伸所述第一收缩裹紧段的中段以形成一第一耦合段，
加热所述玻管使所述玻管的第二段收缩裹紧在所述光纤上，且
拉伸所述第二收缩裹紧段的中段以形成一与所述第一耦合段在空间上隔开的第二耦合段。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在拉伸所述第一收缩裹紧段之中段的步骤之前完成加热所述玻管以收缩裹紧所述第一和所述第二玻管段的步骤。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在加热所述玻管以使所述玻管的所述第一和第二段收缩裹紧在所述光纤上的步骤之后，在所述耦合段之间所述基质玻璃基本上与光纤相接触。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在加热所述玻管以使所述玻管的所述第一和第二段收缩裹紧于所述光纤上的步骤之后，在所述耦合段之间所述基质玻璃基本上不与所述光纤相接触。
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