CN1402837A - 电光电极装置和方法 - Google Patents

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Abstract

制造用于电极化光学装置(10)结构的合成装置和方法，包括了提供有一个电极区域(12)和一个波导纤芯区域(16)的玻璃预制棒(30)。在波导纤芯区域(16)装入至少一个原料(24)。至少一个原料(24)从电极区域(12)中分离出来。玻璃预制棒(30)和至少一个原料(24)被加热(36)并被拉成小的直径(13)来形成光波导。

Description

电光电极装置和方法
发明背景
1.发明领域
本发明一般关于电光电极装置，特别是玻璃电光电极装置。
2.技术背景
众所周知，一般的玻璃电极光纤和特别的熔凝石英光纤用于使光纤电光性“激活”或制成电光响应介质。
电光响应介质，比如有机非线性光学聚合物或无机波导的一个应用是可用作开关。集成光学开关，调制器，滤波器和其它应用的偏振特性对决定它们在光纤通信系统里的用途很重要。这些光学装置必须有效而完全地完成对光开关的任务而不需注意光的偏振态，这是因为耦合到单模环形光纤的线偏振光会马上转换到其它偏振态。所以通常从光纤里耦合出的光处于一个未知的椭圆偏振态，在集成光学光路里将既有横水平电模(TE)又有横垂直磁模(TM)。
无偏振依赖的波导装置的结构中一般有诸如LiNbO3(铌酸盐)晶体的无机波导通道。但是，因为固有的光反射效应会带来对输入光能量和工作波长的限制，使用铌酸盐或其它无机晶体会有些不利。
一个有机低灵敏度偏振线性波导电光波导相位调制器已被发展来克服传统无机电光材料的带宽限制。在这个线性有机波导结构中，在光路中有分别把水平电场和垂直电场于施加非线性光学响应聚合介质的两套电极。在每套电极之间的聚合物介质截面有平行于各自电场的非中心对称的分子方向。
电光响应介质的另一个应用和电极光纤的期望结果是能够诱导出尽可能大的电光系数，至少要比通常使用在高级光电系统里可以减小包装成本的电光响应调制器-铌酸锂晶体中的电光系数大。对于高速率光纤通信系统，常常把两极管激光器的输出耦合到一根单模光纤。光纤，或如更一般术语所指的光学波导，被耦合到一个铌酸锂波导调制器，调制器的输出又耦合到一根光纤。在每一个耦合节点需要诸如阶跃折射率透镜，微透镜或其它光束成形器这样的分立光学元件来使二极管激光器的模式分布和空间延伸以及调制器波导的模式与光纤模式适配或匹配。在千分尺范围内，需要紧密公差(tightto1erances)来减小耦合损耗。如果可在能够简单地连接到激光器光纤的光纤上集成调制器来方便地生产调制器，这些高速率光纤通信系统的制造和包装成本就可以减小了。
最近，对光纤诱导的有效电光系数的方法有了重大的进步，一种是通过利用沿靠近单模光纤纤芯处所施加电场的紫外光束来产生与在施加电场时使用高温形成大不相同的电极(poling)，另外是通过提供对光纤内部的两根金属丝(wire)电极在形成电极时来增加崩塌阻力的方法，以及提供在非线性和光学模式量之间较好的交迭。从预制棒中抽出短长度的光纤(大约10cm)，它在靠近纤芯处有两个大孔以使细的电极金属丝在光纤拉制时可以插入或穿过。插入金属丝是困难的制造步骤。在光纤每一端插入一个短的金属丝来避免崩塌。
因为在“穿过”过程中要求光纤的孔洞比电极直径大许多，这种尺寸控制是困难的，使得电极和纤芯之间的距离和电极之间的距离有明显的变化。因此，能够得到所加电极电场和电光系数的纵向非一致性。
用于有源电光光纤段的一种低成本的另一种制造技术，在胶合在具有传导平面的一个平坦基层上刻蚀成“D”形光纤的周围沉积一层绝缘隔离结构，并在允许光纤端部延伸到基层上以便与另外的光纤段稍后的连接中形成能承受高电场电极的第一个电极。磨光光纤/绝缘结构来提供基层另一面的平坦表面。在平坦表面的光纤上再沉积第二层金属层来形成第二个电极。对这个样品做好电极并把它放在一个Mach-Zehnder干涉计的测量臂中。正如所期望的，发现总的相位移动信号对输入激光的偏振是灵敏的。与Mach-Zehnder干涉计臂的对称安排相一致，TE模和TM模的信号比大约是2.4∶1，这意味着由于模式变化使电光系数比率沿Mach-Zehnder臂的传播方向下降。
因此，这需要一种改进的能够简单地连接到其它光纤器件的电光有源光纤来显著地减小制造成本。
发明内容
本发明的一个方面是传授了一种制造用作一个电极化光学装置框架结构的方法，包括了以下步骤，提供一个有电极化区域和一个波导纤芯区域的玻璃预制棒；把至少一个种进料(feedstock)装入波导纤芯区域；把至少一个进料从电极区域分离；加热玻璃预制棒和至少这一种进料；把预制棒拉成较小的直径以形成光波导。
在另一方面，本发明包括了在波导纤芯区域的一个内部孔周围处的预制棒的电极区域内形成许多电极孔，并且在这些电极孔中装入固定电极的材料。
在下面的详细描述中将阐明本发明的其它特征和优点，那些工艺上的能手将容易地通过那个描述清楚其中的一部分并且通过实施这里描述的发明，包括下面的详细描述以及附图来认识清楚。
容易理解前面的一般描述和后面的详细描述只是本发明的范例，目的是提供一个概貌或框架来理解本发明所要求的特征和性质。所包括的附图提供了另外理解本发明的途径并且合并成为说明书的一部分。附图示出了本发明的不同实施例，并和描述一起用于解释本发明的原理和操作。
附图概述
图1是根据本发明的电极化光学装置10的总图侧面图和它的制作图。
图2是根据本发明的图1中的制作图，它用于形成有一个中空间隙的两个电极横截面的预制棒结构34的电极化光学装置10。
图3是根据本发明的如图2中的预制棒结构34的顶视截面图。
图4是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的有四个电极的顶视截面图。
图5是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有被可选装填棒分离的四个电极。
图6是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有四个插有各自管子的电极。
图7是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有五个玻璃包层的金属丝电极。
图8是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有四个V型电极孔。
图9是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有四个各填充了一束金属丝的V型电极孔。
图10是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有四个各填充了椭圆型电极的V型电极孔。
图11是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有四个包围着两根光纤的各填充了电极的V型电极孔。
图12是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，它有两个包围着两根光纤的各填充了矩形电极的U型电极孔。
图13是根据本发明的如图1中电极化光学装置10的预制棒结构34的顶视截面图，在同一中心孔内它有两个包围着两根光纤的电极。
图14是根据本发明的图13中电极化光学装置10的拉锥部分的顶视截面图。
图15是根据本发明的图13中电极化光学装置10的侧面图，它有预制棒结构34的通过线A-A’所取的截面图和图14的拉锥部分的通过线B-B’所取的截面图。
图16是根据本发明的图1中电极化光学装置10的侧面图，它有多个拉锥部分。
图17是根据本发明的不灵敏偏振的电极化光学装置的缠绕金属丝的实施例。
图18是根据本发明的不灵敏偏振的电极化光学装置的缠绕纤芯的实施例。
较佳实施例的详细描述
现在详细引证来描述本发明的较佳实施例，在附图中示出了相应的例子。在一切可能的地方，将对所提及的相同或相似的部分在附图中使用相同的参考数字。图1中示出了本发明的电极化光学装置的示范实施例，一般通过参考数字10表示。
根据本发明，制作一个用作电极化光纤装置10的框架结构包括了提供一个有电极区域12的玻璃预制棒30，它合并了一个电极20和一个波导纤芯区域16。至少一个波导纤芯或原料24被装入波导纤芯区域16。至少一个进料24从电极区域12分离开来。玻璃预制棒30和至少一个进料24被炉子36加热并且被拉成一个较小直径的与电极合并的光纤13来形成光波导。可以理解该纤芯波导或进料24能够是玻璃预制棒30的分开或整体部分。
在这里所实施的，并概括地示于图1波导纤芯区域16和电极区域12能够通过图5-7和图13的一个中心孔14来定义。中心孔14可以分割为如图1中电极区域12的许多电极孔20的第一空间部分40和用于容纳图1中波导纤芯区域16的一个内部孔42的第二空间部分。图5和图6中的薄壁管子22较适宜用玻璃或其它合适材料制作，它在中心孔14中标出形成电极孔的空间，同时图5中分离薄壁管子22的可选填充棒54标出插入纤芯棒44的第二空间部分(带有或不带有可选包层46)，其中这样形成的内孔42是波导纤芯区域。根据本发明所指导，通过把可选填充棒54按照如图5所示的需要位置和形状放置到预制棒30中，对图1中产生的光纤13的截面形状34的控制和对电极和波导纤芯的区域之间的区分变得更为方便。本发明也预期了其它可能的分离方法的变化和修改。如图13所示，中心孔14不需要是圆形也能够是正方形，矩形或其它形状。
在本发明的另一实施例中，在此实施并示于图2-3和图8-12，图1中的波导纤芯区域16可以通过一个内部的，中心的，或进料孔，开口，或洞来定义，一般称之为进料孔18。如前面图5-7和图13中所示，为替代一个中心孔14，玻璃预制棒30能够有一个由图1中横截面结构34定义的分离的结构，这样许多的电极孔20形成了图1的电极区域12，它被配置在形成图1的波导纤芯区域16的进料孔18的周围。再次说明，如图11和12所示，进料孔18不一定是如图8-10所示的圆形，而可以是正方形，矩形或其它形状。
相似地，在实际的电极化发生前，只要生成的波导纤芯区域与电极区域绝缘分离时，电极孔20能够是如图2-4所示圆形，球茎形的以提供一个用于中空间隙的延伸孔52如它在如图12中是直线性U型或在图8-11中是曲线性V型，而从预制棒30切开或研磨形成其它任意形状。如图2-4所示，可以简单地对预制棒30钻孔，或相反按照所需的形状使电极孔20成形，它们可以带有或不带有由延伸孔52形成的较佳空气间隙，而不是通过首先与在图5-6中的薄壁管子22标示出所需的直线对准来形成电极孔20。。
无论图1中的波导纤芯区域16和电极区域12由一个或不同的孔来容纳，用于至少一个料料中心或内部孔能够选择性地如图11-13所示使用矩形来容纳两个光纤进料130。具有如图13中的矩形或正方形中心孔14，或如图11-12中的进料孔18的预制棒30的横截面结构，可从一个包层管子，或具有矩形通道，凹槽，或其它形状的孔的预制棒30，开始制造它在管子里可放置一些纤芯碎玻璃，光纤进料或其它类型进料。
为了保持在电极和波导纤芯区域之间的绝缘，如果如图13所示的在离金属丝38最近处放置相同的中心孔14，那么图1中的至少一个进料24较适宜的的一根光纤130。如图13所示，为了防止在同一的中心孔14中的金属丝短路并且如果进料和金属丝不绝缘，金属丝38最好包上如图7所示的玻璃28或套上(在拉制前或后)如图5-6所示的薄壁管子22来对电极定位和固定电极。但是，如果预制棒30由分离孔来分离，图1中的原料24可以是一个无包层的或是有一个外包层46(如图5所示)，一根光纤130(见图11-12)，或其它波导纤芯实施例所包的纤芯棒44。无论电极孔20的分离是有预制棒30(如图2-4，8和11所示)或由薄壁管子22(如图5-6)，或如图13中的保证不与金属丝38短路的其它截面结构，则图1中的电极区域12由图2中的电极金属丝38填充，放置如图9中的一束金属丝38(可选择地用绝缘线26包围住预制棒30)或另外形成适合把电极放入电极孔的形状，比如图12中的矩形或图10中的椭圆形电极62，或是在不同形式、各种电极孔20中配置其它金属材料来提供的。
如图8所示，为了更牢固或为了所需横截面结构特性，可以用相同的包层材料制作一个外包层或护管，细管，轴套，或外套360作为图5最好讴歌的第一个包层套管46或一些其它组件，这样使用有和第一包层套管相同折射率或稍低一些折射率的外包层来保证电极进入从预制棒30磨出的开孔或开槽20。外包层管子360的一种示范成份是掺硼石英。
所述图2到图4总的提供了所需的分离结构，预制棒30可由一个毛坯，石英管或其它玻璃材料管组成，它能够被切割到所需的长度并被切割，再连接和机械加工，或使有任意所需横截面结构34的另外处理，包括了至少一个孔或中心孔来形成一个空管或一个大致的多空管。在一个范例中，最适宜由包层材料制成的预制棒30被磨光，刻蚀，研磨切割或在预制棒30的对面外围侧的其它处理、为了用作进料的纤芯44，和在电极孔20之内今后电极的位置，在靠近中央或进料孔18处形成狭槽，通道或其它电极孔20。众所周知，在接近电极和纤芯44之间有一种重要的协调(tradeoff)，电极是由合并的金属丝38形成并能在接近的间距里生成较大的电光系数并同时增加电极化光学装置10的线性传输光学损耗。从这样形成的电极(无论是金属丝38或其它金属配置方法)到纤芯44的最佳距离必须在详细工程设计的部分设计中建立。一旦最佳距离为了一个特殊设计而建立起来后，预制棒毛坯30可选的定形成一个矩形孔的延伸或电极孔20的其它形式的延伸52来形成一个受控制的空气间隙。电极孔20的环形部分可放置电极材料38而电极孔20的延伸52提供受控制的空气间隙。在图2的示范实施例中，延伸52和孔20的环形电极部分一起形成一个球茎形孔。在电极38位置减小传输损耗后，在延伸孔52处的预制棒毛坯30的围层(walls)变空，连在电极到纤芯44最大的靠近间隔亦一样(其中电极用金属丝38或其它金属材料制成)。从延伸孔52处生成的空气间隙彻底地减小了在电极或电极区域的光强度量从而减小了由电极38存在而引起的衰减。相关工艺上的普通技术人员将清楚可根据所需预制棒的要求的截面形状来对本发明的电极孔20作出修改和变换。比如，在能提供其它形状的实施例中的电极孔20可以用相似的延伸来形成合适的空气间隙。
本发明将传授关于电极孔的其它实施例。电极孔20可以是图8-11中的曲线V狭槽，图12中的矩形开口，在预制棒30中的其它合适形状的通道或凹槽，这样图10中相应形状的电极62或多金属线38能够被放入靠近位于进料孔18的纤芯中部的狭缝或孔20中，这些电极或多金属线38一开始由临时的或永久的绝缘层(或合成橡胶)26限制在开槽的预制棒30之中或不限制，而不是封闭孔。狭缝式的孔20可由研磨，刻蚀或其它工艺方法制作。紧紧包围在开槽的预制棒30的周围，固定在开口槽或孔20的包封层26起到了固定图10中的电极62或图9中一束不同形状或尺寸的金属丝38的固定管子的作用。
参照图12，矩形金属沉积，束状金属丝或其它以直线U型孔20的形式放置在矩形开口中的电极构造62的一个优点是该结构使矩形开口孔20用作波导边界来减小某些模式的传输损耗。
再参照图2，一旦固定电极并装入进料材料后，在拉制前为在内布置电极材料它们将被结合起来成为一个框架。换句话说，在拉制前但在形成电极后可以完成金属材料的穿过其它类型的电极放置。可使用Corning公司的多包层耦合器的修改技术和熔凝耦合器工艺并通过拉制这样形成的组合来形成电极化电光装置。使用包围着一个由石英包层46包围着的柔软的多组分纤芯玻璃44的技术可以较好的制作该光纤。填充了熔化的纤芯碎玻璃，细丝，细棒或其它形状的纤芯材料44的大的包层管，毛坯，空管(cane)或预制棒30被拉制成如为图1中进料24的一个实施例，把纤芯材料44放入包层管子或具有折射率比纤芯折射率低预制棒30之内。
由于开始时所用的管子，预制棒或毛坯30的大尺寸，从线盘中穿出，进料或相反从转轴安排长金属丝38在光纤13中形成电极的过程不比传统方法更困难。预制棒30能够有任意需要的设计，形状，材料，或包层厚度来形成一个初始的框架，就象有一个合适的中心孔，内部孔或进料孔(正方形，矩形，椭圆或其它形状)用于图6-7和图11-13的一个，两个或更多的光纤130的进料。为提供内置的引线和便利的电连接，作为进料的纤芯44或光纤以及金属丝长度38能够任意地的制作比它们插入的管子，茎管，或预制棒30略大一些。然后用胶水或定位搭焊来固定它整个组件，并且插入一个用于接合的拉锥机械，这样至少组件的一部分被拉锥，正如在图14中见到的，其中小尺寸的侧面图B参见图15。拉锥使玻璃部分(光纤纤芯44或光纤130和预制棒30)塌缩到金属丝38上并且伸长或拉制到如图2或图14所示的生成的较小的光纤尺寸而金属丝38保持它们的线直径尺寸。
进料通过拉制高熔点(比如0.001-0.003″钨丝)金属丝电极38，图1中的电极20较适宜地与进料一道合并到光纤13中。因为诸如钨丝，铂丝之类的所选金属丝38有足够高的熔化温度，当玻璃毛坯或预制棒30被拉锥或收缩成最终合并到光纤13的电极时，金属丝38还是保持它们的尺寸。在拉制过程中，由图5-6中的许多薄壁管子22形成或直接定形到预制棒30里的电极孔20塌缩到金属丝38中。
因此，形成电光电极装置10的一个较佳的方法，使用再拉制“喷出的光纤”或在电极孔20内位于电极塌缩处，现在有创见性地通过合并到具有合适横截面34的预制棒，管子，或茎管30与进料一起被拉制，一种熔化温度比其中光学玻璃光纤(例如，AL在7059玻璃)变软温度低的金属。除了有适宜的熔点，该金属还应有较适宜生成电极的所要直径和形状。可选择地，需要在管子30里对金属丝38提供惰性大气或惰性玻璃气流来防止金属丝38氧化。在该方法中，预制棒或毛坯30与金属丝38一道在拉制炉36中被加热到需要的温度而毛坯30与金属丝38一道被拉制成光纤13。这样，具有一个用较宽截面34代表的相对大的宽度的玻璃预制棒或毛坯30被拉制成具有较细和较长形状的光纤13。在这个方法中，光纤13的端部保持了初始预制棒30的基本截面形状34。因此基本形成的过程与用于制作常规光纤的过程相似。但是，在本发明中，不是生产有内部纤芯的常规圆形光纤，而是根据需要的截面结构34来把光纤定形的。
因为作为进料的纤芯44比预制棒30的包层46要软，在拉制或塌缩过程中，纤芯44在可选的密封或不密封的光纤端部13之间将会是液体。由于纤芯44是熔化的而包层是柔软的，所以拉制和塌缩过程也相对地快，这样阶跃折射率分布能在原处生成。通过合适的选择包层材料，所生产的拉制光纤13能够融化接合到常规光纤上使得电极化光纤装置10在现今的光纤网络上更为实用和成为便于制造的装置。
选择纤芯玻璃44或其它进料在所选包层管子46的软化点或以下熔化，这样在纤芯44和包层46之间的热膨胀差不会太大以致光纤13在冷却时碎裂。因此，纤芯软化点和包层软化点的差值较适宜为至少100摄氏度。另外，纤芯44较适宜的有小于104泊的粘度，在其温度时，包层有107.6泊的粘度。
当所需截面形状34塌缩到光纤13中把电极合并在内时，流动的纤芯44将开始溶解石英包层46。因为所选的纤芯玻璃44是比包层46更软的不同的材料，当加热到拉制光纤13的所需温度时，纤芯玻璃44将是非常易变的，且是按照包层46所规定的几何形状或与包层46相一致，这是由所需的截面形状或预制棒截面结构34的纤芯部分的结构所提供的。包层46较适宜的是纯石英，但是，包层46，预制棒30和纤芯44的材料可以是诸如耐热玻璃(Pyrexglass)，7059玻璃或其它类型的非纯石英玻璃。纤芯44的形状或数量无关紧要，更具发明性的概念是预制棒截面形状34能够制造成容纳至少图5和图6中的一对电极和填充棒54来形成所需的电极孔或另外一些实施例中的电极队列。
共同拉制金属丝电极的一个优点是纤芯44或预制棒30的玻璃沿金属丝38周围密接收缩，这样即使金属丝38被固定，玻璃也不会结合到金属丝38上。这种非结合排除了使玻璃膨胀与金属丝电极匹配的需要。共同拉制金属丝的另一个优点是现在不需要应用或插入电极到光纤里的第二个操作，该操作常常在处理中弄断光纤或金属丝。不过，由于图5，8-12中的电极固定区域易于到达，这些把电极插入电极保持区域的第二个操作还是能够可选择地用于图5，8-12而不会破裂。
在电极孔内的金属丝能够可任选地沉积为薄的或厚的薄膜电极，这是因为沉积可较好地提供较高的电导。代替使用沉积薄的或厚的薄膜电极，可选择在电极孔两端封闭并有一段短金属丝作为电极时，使用毛细作用或在真空下使用汞金属。
使用汞的一个可替换的方法是在狭缝，通道或其它凹口的形成中使用金属树脂来填充电极孔，它能够在还原气氛中被还原成可传导的碳，比如石墨。因为对石墨电极可使用高压低电流，在高阻值上总的电压降不会增加传输损耗。
黄金或其它金属油墨可代替树脂，它们能够填入以孔或开缝形式的电极孔中，并且它们的油墨有机物在燃烧后留下了生成的金属电极。
虽然光纤是用于波导纤芯的较适宜的介质，当然也可以使用其它类型的波导，比如平面波导。
就其功能上来说，比较图14到图13的场分布，拉锥过程扩展了在合并电极的光纤13的传输模式场，并且把金属丝38和拉锥纤芯或作为进料的光纤130一起靠紧。这样一个扩展的场分布除了和金属丝38更近间隔外，还导致了电场和光场的更好的交迭。
参照图16，拉锥能够周期性的制作来产生光栅模式的电极装置。较适宜用一个高功率的激光器，比如二氧化碳CO2激光器或准分子激光器来进行伸长和电极化。使用CO2激光器作为加热源，由于激光光束56能使激光的相干特性产生一个干涉图样。干涉图样的间距可由产生干涉图样的激光束56的角度调整得到，它又能达到干涉图样的精确间距和图样的强度控制。干涉图样能够用于在周期性拉锥方式中加热光纤130和金属丝电极38的组件，并且为周期性电极提供二级非线性或其它电光效应。CO2激光器用于加热和软化预制棒这样预制棒能够被拉锥。如果可用紫外光代替，将需要一个独立的加热源而紫外光激光器只是提供干涉图样和提高电光效果。在拉锥前，在加热区用一种惰性气体或真空来净化管子或预制棒30对防止接近的金属丝38的氧化是很有利的。
使用这样高功率的加热装置可以产生几个微米到几百个微米的周期的电极光栅图样。用这样一种产生于单根电极，包含有具有至少两个电极的光纤的光栅图样，可以制造可转换选择波长的滤波器。有了可制造多于一个纤芯或作为进料的光纤以及多于两个电极的组件或结构的能力后，就能够制造低灵敏度偏振装置和多于一个输出端的装置。
与在常规电极化光纤和本发明中图3的实施例的用空气作为间隙的两个电极中，只使用一对相对的电极在纤芯周围施加基本均衡的电场(E)来使有效地与线偏振耦合的电光现象，即水平电场(E)作比较，本发明另外传授一种制作如图4-11所示的有多于两个电极的低灵敏度偏振电极化电光制作的方法。比如，图6中围绕着至少一个波导纤芯或作为进料的光纤130的若干个薄壁管子22要让第一组隔开的电极64被放在管子22中，它们大致沿着至少一个在光纤130形式下的波导纤芯，便于把水平电场施加到波导纤芯上，这里在第一套隔开的电极64之间的波导纤芯有一个平行于所施加的水平电场方向的电场波。另外，至少有第二对相对的薄壁管子22要让第二组隔开的电极66被放在大约相同的至少一个波导纤芯处，垂直电场施加到波导纤芯上，这里在第二套隔开的电极66之间的波导纤芯有一个平行于所施加的垂直电场方向的电场波。
可操作地，通过集成到光纤的包层区域的电极，沿光纤纤芯施加一个强的直流电场以延长时间周期。当同时提高温度和/或施加如图16所示的干涉图样里的强的紫外光场时，使很大的电极电场施加到靠近纤芯的电极上，图4中预制棒30的包层里的模场线60部分地变得平行于所施加的电场方向。因此，用多于两个电极或多于一对相对的电极可产生许多电场分布可能性。比如，在图4中示出了四个电极的预制棒截面结构，图7中示出了五个电极的电极化光学装置。拥有了第二对相对的电极或至少三个电极，就允许对最低阶的光纤基模或对高阶模式更有效的光电耦合。通过允许多模灵活性，电极化光学装置的非线性效应能够为所需的设计的应用提供模式选择。很清楚能够制造多于两对相对的电极或其它多对电极(包括奇数的电极)来形成电极的其它场对称。
参照图17和18，本发明传授了其它低灵敏度偏振的电光装置的实施例。在其它的实施例里，包层46把若干个电极(它们可以是至少三个电极或特别构造的成对电极)固定到波导纤芯，这里若干个电极以低灵敏度偏振的结构与波导纤芯耦俣。
在图17中，若干个电极是一对螺旋缠绕的金属丝48和50，它们缠绕或相反包围着波导纤芯44。
用另一种方法，在图18中，波导是螺旋缠绕的纤芯144，可选择地缠绕在若干个电极38和381的其中一个上。电极38和381可以是坚固的金属管或是柔软的金属丝。
那些工艺上的能手将清楚在不偏离本发明的精神和范围时可对本发明实施不同的修改和变化。这样，意味着本发明覆盖了这个发明的修改和变化，只要它们包括在所附加的权利要求和它们的等效技术的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种提供生产电极化电光装置的方法，其特征在于，所述方法包括了下面的步骤：
提供了有至少一个波导纤芯的空管；
在空管中放置一个固体的，细长的进料；
在空管的至少一个波导纤芯的对立位置处放置至少一对电极；
加热至少一部分管子以及至少一对电极和进料到足够的温度，使进料变形为管子的形状，以及
减小管子的外部直径，这里进料的软化点比管子的软化点低。
2.一个电极化电光装置，其特征在于，包括了：
至少一个波导纤芯；
在至少一个波导纤芯上围绕着至少三个电极；和
一个包层，它保护了围绕着至少三个电极固定到至少一个波导纤芯。
3.用于制作供电极化光学装置用的框架结构的方法，其特征在于，包括了下面步骤，
提供了有一个电极区域和一个波导纤芯区域的玻璃预制棒；
装配至少一个进料到波导纤芯区域；
从电极区域分离至少一个进料；
加热玻璃预制棒和至少一个进料；并且
拉制预制棒成为一个较小的直径来形成一个光学波导。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分离步骤包括了下面的步骤：
在预制棒的电极区域形成若干个电极孔；并且配置一个固定电极材料到这若干个电极孔中。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述配置步骤包括了将金属材料配置到若干个电极孔中。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述提供步骤包括了提供了有一个中心孔的预制棒，这里中心孔包括了用于电极区域的第一空间部分和用于波导纤芯区域的第二空间部分。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，这里的分离步骤包括了：
装配若干个管子到预制棒的第一空间部分；并且
把若干电极金属丝进到所拉制的光学波导的若干个管子中。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，这里的分离步骤包括了：
把有金属丝直径尺寸的若干个电极金属丝送入预制棒的第一空间部分；并且
装配作为进料的至少一根光纤到预制棒的第二个空间部分，其中光纤有一个使光纤与金属感应绝缘的外部包层。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，这里的拉制步骤包括了：
在若干个电极线保持相同的金属丝直径尺寸时，拉制预制棒使成为较小的直径来形成包含电极的光学波导。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，这里还包括了如下步骤：
拉锥包含电极的光学波导成为至少一个拉锥部分，在那里至少一个进料塌缩形成较小的直径而离若干个金属丝的距离更近。
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