CN1675570A - 准倾斜光纤布拉格光栅,复联光纤布拉格光栅,光纤型耦合器和光连接器 - Google Patents

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Abstract

包层直径为125μm的光纤4是通过添加Ge到纤芯直径为8μm和相对折射率差为0.3％的纤芯41中制成的，和利用KrF准分子激光器(λ=248μm)的相位掩模方法，在光纤4中制成倾斜角为2°的两个折射率光纤部分41a和41b。线性调频光栅的相位掩模中心周期(2Λ)是1,140nm，周期的码片率(C)是1.2nm/mm，第一折射率光纤部分41a和第二折射率光纤部分41b的有效折射率是1.447，折射率调制是3×10－3，和第一折射率光纤部分41a与第二折射率光纤部分41b之间的间隙是1mm。

Description

准倾斜光纤布拉格光栅，复联光纤布拉格光栅， 光纤型耦合器和光连接器
技术领域
本发明涉及准倾斜光纤布拉格光栅，复联光纤布拉格光栅，光纤型耦合器和光连接器，具体涉及用于WDM(波分复用)传输系统中的准倾斜光纤布拉格光栅，复联光纤布拉格光栅，光纤型耦合器和光连接器，可以从叠加的信号群中分出所需的信号光。
背景技术
近年来，WDM传输系统作为发射大量信息的系统而著称。这种WDM传输系统通过一条光纤多路传输多个波长的信号光或测试光。传输端必须利用组合单个信号光和测试光的光耦合器，而接收端必须利用分解单个信号光的光分频器和阻塞无用信号光的光阻塞滤波器。
在现有技术中，这种光组合器，光分频器或光阻塞滤波器的典型装置是介质多层滤波器或光纤布拉格(Bragg)光栅(以下称之为“FBG”)。
在利用介质多层滤波器的系统中，这种介质多层滤波器插入在光纤之间并利用粘合剂固定或夹紧在连接器之间。所以，这种系统在严重的温度环境下可能遇到麻烦或其特性可能发生变化。
另一方面，在利用FBG的系统中，通常使用阻塞频带为10至20nm和阻塞量约为20dB的线性调频FBG。然而，这种系统不能要求高阻塞量(例如，等于或大于40dB)的滤波器。更糟糕的是，这种系统存在不能提高系统设计自由度的困难。
作为在线性调频FBG中获得大阻塞量的方法，人们设计出以下的方法：(1)使线性调频速率(即，格子间隙(Λ)的变化率)变慢的方法(以下称之为“低线性调频速率FBG法”)；和(2)在两段中形成相同结构和阻塞量约为2至30dB的两个线性调频FBG串联的方法(以下称之为“两段连接法”)。
然而，在(1)的低线性调频速率FBG法中，对容纳空间的限制使它很难保持足够的光栅长度，因此，实际的线性调频速率是在较低的限制下执行的。例如，在SC型光PAD连接器中封装FBG的情况下，需要设置的光纤光栅长度约为20mm或更小。然而，批量生产阻塞量约为40dB或更大的FBG理想频带(10至20nm或更大)所需的线性调频速率是困难的。此外，对于一个线性调频FBG(以下称之为“一段FBG”)，布拉格波长附近频带之外的反射是相对地高，从而增大可用频带受限制的困难。
另一方面，人们还设计出一种所谓“倾斜光纤布拉格光栅”(以下称之为“SFBG”)的方法，该光栅制造成相对于光轴是倾斜的(倾斜角约为4°)。然而，在按照SFBG的这种系统中，若采用普通的单模光纤，则它与包层(或辐射)模(以下称之为“包层模”)的耦合效率是如此之低，很难获得足够的频带阻塞量。所以，为了使利用SFBG的系统保持很大的阻塞量，出现了需要专用光纤的困难，这种光纤把信号光局限在纤芯内有低的作用，例如，必须采用比单模光纤有较小折射率差(Δ)的光纤。
其次，两段连接法(2)的困难是，在两个线性调频FBG之间发生多路反射(即，Fabry-Perot谐振)。具体地说，波长等于FBG布拉格波长的大部分光被安排在光输入方向上游的FBG(以下称之为“前段FBG”)反射。就是说，光功率耦合到反向的基模。然而，部分的光是通过前段的FBG传输。此外，大部分传输的光受到相对于光入射方向的前段FBG下游安排的FBG(以下称之为“后段FBG”)与前段FBG之间的多路反射。因此，两个FBG之间发生的Fabry-Perot谐振造成这样的困难，在频谱特性中产生的拍使阻塞特性下降。
作为防止多路反射(Fabry-Perot谐振)的方法，人们设计出一种利用SFBG的系统。然而，这种系统的麻烦是上述窄的可用频带。在反射必须主要由FBG部分产生的情况下，即，在使用可以阻塞线路监测光系统情况下，出现该系统由于低的反射系数而不能使用的困难。
本发明的意图是解决上述的困难，其目的是提供一种准倾斜光纤布拉格光栅(以下称之为“QSFBG”)，复联光纤布拉格光栅(以下称之为“复联FBG”)，光纤型耦合器和光连接器，其中一段FBG能够有FBG与SFBG之间的中间特性，其中通过FBG功能和SFBG功能的组合，能够保持高的阻塞量，和其中在两段连接FBG情况下发生的多路反射可以转变成包层模，从而抑制拍的产生。
发明内容
为了实现以上的目的，按照本发明，提供一种QSFBG，包括：光纤芯上形成的第一折射率光栅部分，它有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，从而以等于或大于90％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗小于5dB。
按照本发明，还提供一种QSFBG，包括：光纤芯上形成的第二折射率光栅部分，它有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，从而以等于或大于10％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗等于或大于5dB。
按照本发明的这些QSFBG，在耦合布拉格反射光(后向)到基模的FBG特性与耦合相同反射光到包层模的SFBG特性之间可以享有中间特性，以及通过FBG的功能与SFBG功能的组合，能够保持高的阻塞量。
按照本发明，还提供一种复联FBG，包括：光纤芯上形成的第三折射率光栅部分，它有平行于光纤主轴的光栅矢量，从而以几乎100％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗小于5dB；和与第三折射率光栅部分串联的这种第四折射率光栅部分，它有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，上述第一折射率光栅部分和上述第二折射率光栅部分中至少任何一个，从而以小于10％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗等于或大于5dB。
按照本发明，还提供一种复联FBG，包括：光纤芯上形成的上述第四折射率光栅部分；和与第四折射率光栅部分串联的上述第一至第四折射率光栅部分中至少任何一个。
按照本发明，还提供一种复联FBG，包括：光纤芯上形成的第一折射率光栅部分；和与第一折射率光栅部分串联的上述第一至第四折射率光栅部分中至少任何一个。
按照本发明，还提供一种复联FBG，包括：光纤芯上形成的上述第二折射率光栅部分；和与第二折射率光栅部分串联的上述第一至第四折射率光栅部分中至少任何一个。
本发明的这些复联FBG有高效率耦合多路反射光到包层模的功能，并通过耦合到基模(后向)和耦合到包层模，它能够提高优于现有技术FBG或SFBG的阻塞特性。
按照本发明，还提供一种复联FBG，包括：有预定倾斜角并在光纤芯上形成的上述第一折射率光栅部分或上述第二折射率光栅部分；和有与第一个倾斜角相反符号的倾斜角并与上述第一折射率光栅部分或第二折射率光栅部分串联的上述第一折射率光栅部分或上述第二折射率光栅部分。
按照本发明的复联FBG，多路反射光可以高效率转变成包层模，从而进一步提高阻塞特性。
其次，提供一种有端口的本发明光纤型耦合器，它包含上述QSFBG或复联FBG中的任何一个。
按照本发明的光纤型耦合器，构成光纤型耦合器的COM端口包含QSFBG或复联FBG。所以，该耦合器可以保留大的阻塞量，并能够简单和廉价构成WDM传输系统。
此外，按照本发明的光连接器，上述QSFBG和复联FBG中的任何一个封装在光连接器中。
另一方面，按照本发明的光连接器，本发明QSFBG或复联FBG封装在制成插头型的套圈中。所以，能够保持高的阻塞量并可拆卸地连接光连接器到光传输线上安排的另一个连接器，从而可以简单和廉价配置WDM传输系统。本发明的光连接器能够保持足够的频带阻塞量。
附图说明
图1是按照本发明第一个实施例QSFBG的纵向剖面图。
图2是按照本发明第一个实施例QSFBG的透射特性说明图。
图3是按照本发明第二个实施例复联FBG的纵向剖面图。
图4是按照本发明第二个实施例复联FBG的反射特性说明图。
图5是按照本发明另一个实施例复联FBG的纵向剖面图。
图6是按照本发明另一个实施例复联FBG的纵向剖面图。
图7是本发明光纤型耦合器的示意图。
图8(a)至8(e)是制造本发明光纤型耦合器过程的说明图：图8(a)是状态的说明图，其中第一折射率光栅部分和第二折射率光栅部分固定在两个光纤芯中的一个光纤芯上；图8(b)是状态的说明图，其中熔融和延伸两个光纤以形成光分支耦合器；图8(c)是状态的说明图，其中切去另一个光纤芯的部分；图8(d)是状态的侧视图，其中封装光分支耦合器；和图8(e)是沿图8(d)中直线A-A的剖面图。
图9(a)和9(b)是本发明光纤型耦合器阻塞特性的说明图，图9(a)是现有技术光纤型耦合器阻塞特性的说明图；和图9(b)是本发明光纤型耦合器阻塞特性的说明图。
图10是系统配置图，其中本发明光纤型耦合器应用于不要求图像传递的FTTH系统。
图11是要求图像传递的FTTH系统配置，它可以利用现有技术WDM耦合器代替图10系统配置中包含的本发明光纤型耦合器构成。
图12是本发明光连接器的纵向剖面图。
具体实施方式
参照附图描述本发明优选实施例的QSFBG，复联FBG，光纤型耦合器和光连接器。
图1是本发明第一个实施例QSFBG的纵向剖面图。在图1中，本发明的QSFBG包括：光纤4，它包含主要由石英玻璃构成的纤芯41和形成在纤芯41外周边并小于纤芯41折射率的包层42。在这个纤芯41中，第一折射率光栅部分41a或第二折射率光栅部分41b制作成这样，光栅间隙沿光轴逐渐地变化和光栅矢量相对于光纤主轴倾斜。具体地说，相位掩模(未画出)是安排在光纤4的外侧，使它相对于光纤4的轴倾斜，并利用紫外线(未画出)从外侧照射这个相位掩模。因此，第一折射率光栅部分41a或第二折射率光栅部分41b形成在纤芯41的预定部分，使光栅间隙沿光轴逐渐地变化并使光栅矢量相对于光纤主轴倾斜。
此处，我们需要这样的第一折射率光栅部分41a或第二折射率光栅部分41b，它沿光的传输方向从长波长区到短波长区变化。因此，来自长波长区的信号光在光栅中转变成包层模，而反射光不在纤芯中传播，从而可以抑制阻塞区中的反射。
在以下的具体过程中制造如此描述的QSFBG。
具体地说，通过添加Ge到纤芯直径为8μm和相对折射率差为0.3％的纤芯41中以制成包层直径为125μm的光纤4，并利用氩离子激光的二次谐波(λ＝244μm)的相位掩模方法，在光纤4中制成倾斜角(θ)为2°的QSFBG。此处，线性调频光栅的等离子体掩模中心周期(2Λ)是1,076nm，周期的码片率(C)是0.56nm/mm，第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b的长度(G)是20mm，第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b的有效折射率(N)是1.447，和折射率调制是3×10-3。
在倾斜角(θ)为0.2至2°和阻塞量等于或大于10dB的上述实施例中，有第一折射率光栅部分41a的QSFBG，它以等于或大于90％的反射系数反射入射光和与包层的耦合损耗小于5dB，称之为“第一种QSFBG”。在倾斜角为1至3°和阻塞量等于或大于10dB的情况下，有第二折射率光栅部分41b的QSFBG，它以等于或大于10％的反射系数反射入射光和与包层的耦合损耗等于或大于5dB，称之为“第二种QSFBG”。此处，倾斜角(θ)是光纤轴矢量(或入射光)与入射光在高折射率区(H)中反射的光栅矢量之间的角度。
此处，制成的第一种QSFBG有等于或大于90％的反射系数，其目的是使反射(即，基本上是全反射)与普通FBG(即，第三折射率光栅)有同样高的反射系数。另一方面，制成的第一种QSFBG损耗小于5dB，它是与包层模耦合引起的，其目的是使其损耗相当于与包层模的耦合损耗，如在普通FBG中所观察到的。此外，制成的第二种QSFBG有等于或大于10％的反射系数，其目的是利用“反射”作为一种功能。另一方面，制成的第二种QSFBG的损耗等于或大于5dB，它是与包层模耦合引起的，其目的是使其损耗高于与包层模的耦合损耗，如在普通FBG中所观察到的。
利用方法1(利用光分支装置)或方法2(利用光环行器和全反射终端)，如在JISC5901-2001光传输的接收部分测试方法条款6.5中规定的，利用高输出的宽带光源，例如，ASE(放大自发辐射)光源，SLD(超发光二极管)光源或EELED(边缘发射发光二极管)光源，或可变波长激光器光源，例如，低SSE(源自发辐射)光源，并利用能够测量波长特性的光谱分析仪作为功率计，可以测量第一种或第二种的上述FBG或单个QSFBG和SFBG(以下称之为“FBG族”)的反射系数。此处，在方法2中可以利用有已知反射系数的终端作为全反射终端。此外，在有线性调频的宽带FBG族情况下，利用以下的公式可以计算FBG族与单个包层模的耦合损耗：
CML＝(RL2(λ)-RL1(λ))/2
其中：
CML(λ)是与包层模的耦合损耗；
RL1(λ)是沿线性调频方向(从较短光栅间隙)引入测试光得到的反射衰减(光谱)系数；和
RL2(λ)是沿线性调频方向(从较长光栅间隙)反向引入测试光得到的反射衰减(光谱)系数。
在以上的公式中，两个测量值之差指出与包层模的耦合损耗。具体地说，与包层模的耦合损耗是在小于布拉格波长几个nm的波长范围内发生的。所以，当测试光是从线性调频方向入射时，它经受的损耗不是与包层模的耦合损耗而是由于布拉格反射的损耗。然而，在测试光沿反向入射的情况下，它经受的损耗是与包层模的耦合损耗，直至它到达布拉格反射点(即，测试光经受耦合损耗，因为它传输通过比布拉格波长大几个nm的区域，即，通过该波长下与包层模耦合损耗的区域)。因此，两个测量值之差指出与包层模耦合的损耗。差值除2的原因是，测试光在反射测量中往复通过与包层模耦合损耗的区域，因此，光经受的损耗效应是与包层模耦合损耗的两倍。
按照第一个实施例描述的第一种QSFBG或第二种QSFBG有普通FBG与现有技术SFBG之间的中间特性，并通过普通FBG功能与现有技术SFBG功能的组合，能够保持高的阻塞量，其中普通FBG的功能是把基模传播的入射光转变(或反射)成沿反向传播的基模，而现有技术SFBG的功能是把反射光耦合到包层模。特别是，第二种QSFBG比FBG或SFBG有较高的阻塞特性，因为它具有组合耦合到基模和耦合到包层模的作用。
图2表示现有技术FBG和SFBG与按照本发明第一个实施例第二种QSFBG透射谱之间的关系，即，输入波长(nm)与透射系数(dB)之间的关系。在图2中，细线W1指出现有技术FBG中倾斜角(θ)为0°的特性；粗线W2指出本发明第二种QSFBG中倾斜角(θ)为2°的特性；和虚线W3指出现有技术SFBG中倾斜角(θ)为4°的特性。从图2中可以看出，本发明第二种QSFBG能够阻塞频带1550至1565nm中约40至80dB范围内的光信号。
图3是按照本发明第二个实施例复联FBG的纵向剖面图。在图3中，我们在描述时省略与图1中共同的部分，并用相同的参考字符表示这些部分。在图3中，本发明的复联FBG包括：光纤4，它包含主要由石英玻璃构成的纤芯41和形成在纤芯41外周边并有小于纤芯41折射率的包层42。在这个纤芯41中，第一种和第二种的上述QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a或第二折射率光栅部分41b)按照以下的方式形成串联。具体地说，它类似于第一个实施例，相位掩模安排在光纤4的外侧并相对于光纤4的轴倾斜，利用紫外线从外侧照射这个相位掩模。因此，第一种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a)形成在纤芯41的预定部分。其次，第二种QSFBG(即，第二折射率光栅部分41b)的形成是沿轴的方向移动这种状态下的光纤4，并按照上述方式利用紫外线照射这个部分。
如同在第一个实施例中，第一种QSFBG和第二种的QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a或第二折射率光栅部分41b)制作成这样，光栅间隙是沿光的传输方向从长波长范围到短波长范围逐渐地变化，且在第一种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a)与第二种QSFBG(即，第二折射率光栅部分41b)之间形成约1mm的平坦区(即，其中没有写入光栅的区域)。
具体地说，按照以下的具体过程制作第二个实施例中描述的复联FBG。
具体地说，添加Ge到纤芯直径为8μm和相对折射率差为0.3％的纤芯41中，制成包层直径为125μm的光纤4，利用KrF准分子激光(λ＝248nm)的相位掩模方法，在光纤4中形成倾斜角(θ)为2°的串联第一种QSFBG和第二种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b)。此处，线性调频光栅的等离子体掩模中心周期(2A)是1140nm，周期的码片率(C)是1.2nm/mm，第一种QSFBG和第二种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b)的长度是8mm，第一种QSFBG和第二种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b)的有效折射率(N)是1.447，和折射率调制是3×10-3。在上述实施例中，第一种QSFBG与第二种QSFBG(即，第一折射率光栅部分41a与第二折射率光栅部分41b)之间的间隙设定为1mm，但可以改变成等于或小于200mm，例如，几个毫米或几十毫米。
按照以上描述的第二个实施例，复联FBG比现有技术FBG或SFBG有较高的阻塞特性，因此，它能够保持高的反射系数。此外，复联FBG可以把多路反射光高效率转变成包层模，从而抑制拍的产生。复联FBG可以有较高的阻塞特性，特别是在两段连接两个第二种QSFBG的情况下，如以下所描述的。
图4表示按照第二个实施例复联FBG的关系，即，输入波长(nm)与反射系数(dB)之间的关系。
在图4中，细线指出现有技术的FBG(即，一段FBG)，而粗线指出按照第二个实施例的复联FBG。从图4中可以看出，在本发明的复联FBG中，频带1540至1560nm内的信号几乎100％被反射，而布拉格波长附近频带之外的反射是很低的。
上述的实施例描述这样的情况，其中倾斜角(θ)为2°的两个QSFBG是两段连接成的。然而，这种两段连接还可以通过FBG，SFBG和第一种QSFBG和第二种QSFBG的组合形成，如以下所描述的。
表1列举两段连接FBG，SFBG和QSFBG的组合模式及它们的功能。
[表1]
 样本号   前段   后段     阻塞量   反射系数     多路反射
 1   FBG   FBG     中   高     是
 2   FBG   第一种QSFBG     中   高     否
 3   FBG   第二种QSFBG     中-大e   高     否
 4   FBG   SFBG     中   高     否
 5   第一种QSFBG   FBG     中   高     否
 6   第一种QSFBG   第一种QSFBG     中   高     否
 7   第一种QSFBG   第二种QSFBG     中-大e   高     否
 8   第一种QSFBG   SFBG     中   高     否
 9   第二种QSFBG   FBG     中-大e   高     否
    10   第二种QSFBG   第一种QSFBG     中-大e     高     否
    11   第二种QSFBG   第二种QSFBG     大     高     否
    12   第二种QSFBG   SFBG     中-大e     高     否
    13   SFBG   FBG     中     低-中     否
    14   SFBG   第一种QSFBG     中     低-中     否
    15   SFBG   第二种QSFBG     中-大e     低-中     否
    16   SFBG   SFBG     中     低     否
从表1中可以看出，样本号2至16可以耦合多路反射到包层模，它不同于发生在两段连接FBG的情况，特别是，样本号3，7和9至12比其他的样本号有较高的阻塞量和较高的反射系数。
现在，我们研究两段连接主FBG的特性。在样本号1的第一种情况，其中串联形成两个相同设计的FBG，阻塞量是中等，而反射系数是高的。然而，样本号1有这样的缺点，它接收前段FBG与后段FBG之间的多路反射，从而造成Fabry-Perot谐振，在频谱特性中出现波纹。在样本号16的情况下，其中串联形成两个的相同结构SFBG，阻塞量是中等，而两个SFBG不接收多路反射。然而，SFBG本身有把基模转变成包层模的作用，因此，很难形成与基模的耦合以降低反射系数。这种低反射系数对于不需要反射的传输系统是有利的，但对于光监测系统中利用线路监测光反射的传输系统是不利的。在利用普通单模光纤制成SFBG的情况下，很难提高与包层的耦合效率，从而保持高的阻塞量。
其次，在样本号4的情况下，其中前段和后段分别形成串联的FBG和SFBG，可以得到高的反射系数，因此，它可用于要求反射光的传输系统中。然而，后段的SFBG有窄的频带，从而限制可以全部使用的频带。
其中，在样本号2的情况下，其中前段和后段分别形成串联的FBG和第一种QSFBG，如图5所示，可以得到类似于上述样本号4中的高反射系数，因此，它可用于要求反射光的传输系统。此外，第一种QSFBG连接在后段，因此，可以把多路反射光高效率转变成包层模，从而获得抑制拍产生的优点。具体地说，与FBG中布拉格波长相同的大部分光被前段的FBG沿反向耦合到基模中，如图5所示。然而，部分的光传输通过前段的FBG，而这种传输的光是被后段的第一种QSFBG反射。这种反射光是沿(π-2θ)角(其中θ是倾斜角)的方向反射，并被前段的FBG高效率转变成包层模，从而抑制拍的产生。在样本号6的情况下，其中形成串联的两个相同设计第一种QSFBG，如同在上述的样本号4，可以得到高的反射系数，它可用于要求高反射光的传输系统。
在样本号11的情况下，其中两段中连接两个相同设计的第二种QSFBG，如同在上述样本号6的情况，可以得到高的反射系数，从而抑制拍的产生。通过布拉格反射和耦合到包层模的组合作用，可以得到比两段连接其他FBG有较大的阻塞量。
在样本号11中，若前段第二种QSFBG与后段第二种QSFBG之间倾斜角(θ)的关系是优化的，即，若前段第二种QSFBG的倾斜角(θ)设定为约2°，而后段第二种QSFBG的倾斜角(θ)设定成相反的符号(约-2°)，则多路反射光可以高效率耦合到包层模，因此，可以协同地提高阻塞特性到较好的水平。
此处，上述的第二个实施例描述成两段FBG的连接，如果需要，还可以连接三段或多段FBG。
图7是按照第二个实施例利用复联FBG的光纤型耦合器示意图。在图7中，我们在描述时省略与图3中共同的部分，并用相同的参考字符表示这些部分。
在图7中，本发明的光纤型耦合器5包括：耦合器体51，用于组合/分解上升信号(1260至1360nm)和下降信号(1480至1580nm)的波；耦合器体51输入端上安装的COM端口52；以及耦合器体51输出端上安装的第一OUT端口53和第二OUT端口54。此处，第一连接器56连接到构成COM端口52的光纤芯前端部分。与以下描述PD(光电二极管)连接的第二连接器57连接到构成第一OUT端口53(以下称之为“1.55端口”)的光纤包层前端部分。与以下描述LD(激光二极管)连接的第三连接器58连接到构成第二OUT端口54(以下称之为“1.3端口”)的光纤芯前端部分。
可以制作如此构造的光纤型耦合器5，如图8所示。在图8中，我们用相同的字符表示与图3和图7中共同的部分。
首先，制备两个树脂涂敷的光纤4a和4b，其中利用树脂涂敷在单模光纤的周围，如图8(a)所示。利用与上述类似的方法，在一个树脂涂敷光纤4a的纤芯上形成串联的第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b。然后，去除两个树脂涂敷光纤4a和4b的中间部分涂敷的树脂，从而暴露光纤4a′和4b′。
其次，利用微燃烧器装置熔融两个光纤4a′和4b′使它们熔接和延伸，且这种延伸是在预定的分支比下停止。因此，得到一个光分支耦合器6和从耦合器6两端延伸的第一光纤部分6a至第四光纤部分6d，如图8(b)所示。此处，切割需要连接到第二光纤部分6b的另一条光纤4b′，如图8(c)所示。
其次，光分支耦合器6和第一光纤部分6a至第四光纤部分6d装入到纯石英封装基片61中形成的槽61a，如图8(d)和8(e)所示。与此同时，第一光纤部分6a至第四光纤部分6d借助于粘合剂62a和62b固定到封装基片61并装入到不锈钢管63。如果需要，在这种不锈钢管63的周边上有保护管64，例如，可收缩管。因此，可以制造有COM端口52，1.55端口54和1.3端口54的光纤型耦合器5。
图9(a)表示现有技术光纤型耦合器的阻塞特性，而图9(b)表示本发明光纤型耦合器的阻塞特性。在图9(a)和图9(b)中，细线指出1.3端口的阻塞特性，而粗线指出1.55端口的阻塞特性。
在现有技术光纤型耦合器中，从图9(a)中可以看出，1.3端口几乎100％传输频带为1.3nm的信号而不传输频带为1.55nm的信号，和1.55端口几乎100％传输频带为1.55nm的信号而几乎不传输频带为1.3nm的信号。
与此相反，在本发明的光纤型耦合器中，从图9(b)中可以看出，1.3端口的阻塞特性与现有技术光纤型耦合器的阻塞特性类似，和1.55端口几乎不传输频带为1.3nm的信号，而1.55频带中的信号被切去。
此处，上述实施例的描述是针对利用第二个实施例复联FBG的情况，但是，也可以利用第一个实施例的第一种QSFBG或第二种QSFBG。
图10是WDM传输系统的系统配置图，其中本发明的光纤型耦合器应用于FTTB(光纤到楼)的光用户接入系统。在图10和图11中，我们在详细描述时省略与图3，图7和图8中共同的部分，并用相同的参考字符表示这些部分。
在图10中，WDM传输系统包括：安装在站端的光线路终端(以下称之为“OLT”)；和安装在用户端的多个光网络单元(以下称之为“ONU”)。OTL1和每个ONU2通过单模光纤芯制成的光传输线3连接。在图10和图11中，为了简化描述仅画出一个ONU2。
OTL1包括：接收PD(以下称之为“站端PD”)11，用于接收频带为1.3μm的上升信号；发射LD(以下称之为“第一站端LD”)12，用于发射频带为1.49μm的下降信号；发射LD(以下称之为“第二站端LD”)15，用于发射频带为1.55μm的下降信号；WDM耦合器(以下称之为“站端WDM耦合器”)13，用于组合/分解两个上升/下降波长；PLC(普通光载波)分束器14；和耦合器16。另一方面，ONU2包括：接收PD(以下称之为“第一用户端PD”)21，用于接收频带为1.49μm的下降信号；发射LD(以下称之为“用户端LD”)22，用于发射频带为1.3μm的上升信号；和本发明光纤型耦合器(以下称之为“用户端WDM耦合器”)5。
此处，第一站端LD12和第二站端LD15与耦合器16连接，而站端WDM耦合器13连接到耦合器16。此外，站端PD11与站端WDM耦合器13连接，而PLC分束器14连接到WDM耦合器13。其次，用户端WDM耦合器5的第二连接器57和第三连接器58分别与用户端PD21和用户端LD22连接。此外，用户端WDM耦合器5的第一连接器56与适配器26连接，而第四连接器24连接到适配器26。此外，PLC分束器14通过光传输线3与第四连接器24连接。
在如此配置的WDM传输系统中，传输线中的光纤布拉格光栅与耦合器集成整体，即，第一折射率光栅部分41a与第二折射率光栅部分41b串联形成在构成用户端WDM耦合器5的COM端口的光纤芯中，因此，可以阻塞频带为1.55nm的下降信号。另一方面，从长波长区入射的信号光在倾斜型光栅中被反射，而反射光不沿纤芯41传播，因此，可以抑制阻塞区中的反射。
按照本发明的WDM传输系统，通过可拆卸地连接光纤型耦合器5与配置当前FTTB系统的光传输线中适配器或连接器，可以简单和廉价配置不要求“图像传递”的FTTH(光纤到家)系统。
在不要求“图像传递”的FTTH系统转变成要求“图像传递”的FTTH系统情况下，如图11所示，连接光纤型耦合器23代替本发明的光纤型耦合器5，通过第二适配器26′和第五连接器24′连接第一连接器56与滤波器(或耦合器)28，连接用于接收频带为1.55μm下降信号的第二用户端PD27与该滤波器(或耦合器)28，和通过第六连接器25′连接滤波器(或耦合器)28与适配器26，就足以完成这种转变。
因此，不要求“图像传递”的FTTH系统可以容易和廉价转变到要求“图像传递”的FTTH系统。
此处，上述实施例的描述是针对第一折射率光栅部分41a和第二折射率光栅部分41b形成在COM端口侧，但是光栅部分41a和41b也可以形成在1.55端口侧。
图12是利用按照第一个实施例第一种QSFBG或第二种QSFBG或按照第二个实施例复联型FBG的SC型PAD连接器纵向剖面图。在图12中，SC型PAD连接器有外壳7，套圈8安排在外壳7中一个端部的中心部分。此外，在这个套圈8中，安装以上描述的第一种QSFBG，第二种QSFBG和复联FBG中任何一个。这个实施例是安装复联FBG9。此处，这个光连接器形成一个端部上的插头结构和另一个端部上的插座结构。
按照这个实施例，复联FBG9安装在套圈中，因此，它制成插头型结构。所以，光连接器能够可拆卸地连接到光传输线上安排的另一个连接器。此外，可以简单和廉价配置WDM传输系统。此外，在光连接器连接到COM端口中前端部分的情况下，它能够可拆卸地连接到光传输线中光网络装置端上安排的连接器。
工业应用
按照本发明的QSFBG，从以上描述的内容中可以看出，一段FBG能够有FBG与SFBG之间的中间特性，并通过FBG功能与SFBG功能的组合，能够保持高的阻塞量。另一方面，按照本发明的复联FBG，可以减小布拉格波长附近频带之外的反射而使多路反射转变成包层模，从而抑制拍的产生。此外，按照本发明的光纤型耦合器，配置光纤型耦合器的COM端口有本发明的QSFBG或复联FBG。所以，能够保持高的阻塞量以及简单和廉价配置WDM传输系统。另一方面，按照本发明的光连接器，本发明的QSFBG或复联FBG封装在套圈中以制成插头型。所以，能够保持高的阻塞量以及能够可拆卸连接光连接器到光传输线中安排的另一个连接器，从而可以简单和廉价配置WDM传输系统。

Claims (9)

1.一种准倾斜光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成的第一折射率光栅部分，它有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，从而以90％或大于90％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗小于5dB。
2.一种准倾斜光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成的第二折射率光栅部分，它有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，从而以10％或大于10％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗等于或大于5dB。
3.一种复联光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成的第三折射率光栅部分，它有平行于光纤主轴的光栅矢量，从而以几乎100％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗小于5dB；和与第三折射率光栅部分串联的这种第四折射率光栅部分，权利要求1的第一折射率光栅部分和权利要求2的第二折射率光栅部分中至少任何一个，其中第四折射率光栅部分有相对于光纤主轴倾斜的光栅矢量，从而以小于10％的反射系数有选择地反射入射光并使与包层模的耦合损耗等于或大于5dB。
4.一种复联光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成权利要求3中的第四折射率光栅部分；和与第四折射率光栅部分串联的权利要求1的第一折射率光栅部分，权利要求2的第二折射率光栅部分，权利要求3的第三折射率光栅部分和权利要求3的第四折射率光栅部分中至少任何一个。
5.一种复联光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成权利要求1中的第一折射率光栅部分；和与第一折射率光栅部分串联的权利要求1的第一折射率光栅部分，权利要求2的第二折射率光栅部分，权利要求3的第三折射率光栅部分和权利要求3的第四折射率光栅部分中至少任何一个。
6.一种复联光纤布拉格光栅，其特征是，包括：光纤芯上形成权利要求2中的第二折射率光栅部分；和与第二折射率光栅部分串联的权利要求1的第一折射率光栅部分，权利要求2的第二折射率光栅部分，权利要求3的第三折射率光栅部分和权利要求3的第四折射率光栅部分中至少任何一个。
7.一种复联光纤布拉格光栅，其特征是，包括：有预定倾斜角并在光纤芯上形成的权利要求1的第一折射率光栅部分或权利要求2的第二折射率光栅部分；和有与首先命名的倾斜角相反符号倾斜角并与第一折射率光栅部分或第二折射率光栅部分串联的第一折射率光栅部分或第二折射率光栅部分。
8.一种包含端口的光纤型耦合器，其特征是，所述端口包含权利要求1或权利要求2的准倾斜光纤布拉格光栅，或权利要求3至权利要求7的复联光纤布拉格光栅中的任何一个。
9.一种光连接器，其特征是，其中封装包含权利要求1或权利要求2的准倾斜光纤布拉格光栅，或权利要求3至权利要求7的复联光纤布拉格光栅中的任何一个。
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