DE69613999T2

DE69613999T2 - Herstellung eines brechzahlgitters

Info

Publication number: DE69613999T2
Application number: DE69613999T
Authority: DE
Inventors: Raman Kashyap
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: IPG Photonics Corp
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE69613999D1; US20010031114A1; WO1997022023A1; EP0866989B1; JP2000501852A; EP0866989A1; CA2239730A1; US6307679B1; US20010051020A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung eines apodisierten Brechungsindex-Beugungsgitters in einem lichtempfindlichen optischen Medium und wird insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur Erzeugung von Gittern in Lichtleitfasern verwendet.

Hintergrund

Es ist bekannt, daß der Brechungsindex einer Lichtleitfaser dadurch geändert werden kann, daß diese intensivem Licht ausgesetzt wird. Mit Germanium dotierte Fasern erhalten auf diese Weise Lichtempfindlichkeit, und dieser Effekt kann verwendet werden, um in der Faser ein sogenanntes Brechungsindex- Beugungsgitter zu erzeugen. Es wird auf K.O. Hill et al. "Phosensitivity in Optical Waveguides: Application to reflection filter fabrication, Appl. Phys. Lett., Bd. 32, Nr. 10, 647 (1978) Bezug genommen. Das Gitter kann erzeugt werden, indem zwei Strahlen zur Interferenz gebracht werden und die Lichtleitfaser mit diesem Interferenzmuster belichtet wird, wodurch in der Faser ein Gitter gebildet wird.
Das Interferenzmuster kann erzeugt werden, indem ein Lichtstrahl längs durch die Faser gerichtet wird und das Licht auf seiner Bahn durch die Faser zurückreflektiert und so das Muster einer stehenden Welle erzeugt wird, die aufgrund der Lichtempfindlichkeit der Faser in der Faser aufgezeichnet wird. In einem alternativen Verfahren werden von einer kohärenten Quelle empfangene Strahlen transversal so zur Länge der Faser gerichtet, daß sie miteinander zur Interferenz gebracht werden und außerhalb der Faser ein Interferenzmuster erzeugt wird, das infolge der Lichtempfindlichkeit der Faser in der Faser aufgezeichnet wird. Eine Einheit zur Erzeugung eines externen Interferenzmusters für diesen Zweck ist in EP-A-0523084 beschrieben.
Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung des Gitters ist es, eine Phasenmaske zu verwenden, in der das gewünschte Amplitudengitter holographisch als Maskenmuster aufgezeichnet wird. Die Phasenmaske ist der Faser und dem ausgestrahlten Laserlicht benachbart so angeordnet, daß die Faser mit dem holographischen Muster belichtet wird. Es wird auf K.O. Hill et al. "Bragg grating fabricated in monomode photosensitive fiber by u.v. exposure through a phase mask", Appl. Phys. Lett., Bd. 62, Nr. 10, 1035 (1993) verwiesen.
Zur Gewinnung eines allgemeinen Überblicks wird auf "Photosensitive Optical Fibres: Devices and Applications" R. Kashyap, Optical Fiber Technology 1, 17- 34 (1994) verwiesen.
Es wird ferner auf das U.S.-Patent 4,474,427, Hill und die PCT/GB91/01968 (WO92/08999) verwiesen, die die Erzeugung von mehreren als einem Muster eines Brechungsindex-Beugungsgitters in einer gemeinsamen Lichtleitfaser offenbaren.
Brechungsindex-Beugungsgitter, die als Bragg-Gitter betrieben werden, werden vielfältig in optischen Daten-Kommunikationssystemen verwendet, wie von Kashyap in supra beschrieben, und sie können insbesondere als Wellenlängenfilter verwendet werden. Es ist weithin bekannt, daß die große Bandbreite, die eine Lichtleitfaser bietet, verwendet werden kann, um Daten bei einer Reihe von unterschiedlichen Wellenlängen zu übertragen, z. B. durch Wellenlängen- Multiplexen (WDM). Es wurde vorgeschlagen, Brechungsindex-Beugungsgitter zu verwenden, um Informationen von benachbarten WDM-Kanälen zu trennen. Herkömmlicherweise übertragen optische Telekommunikationsnetze Daten in Kanälen, die auf 1,3 um und 1,5 um zentriert sind. In jedem dieser Wellenlängenbereiche kann ein Bragg-Gitter verwendet werden, um einen schmalen Wellenlängenkanal der Größenordnung 1 nm oder kleiner herauszureflektieren, so daß ein WDM-Demultiplexen möglich ist. Eine Reihe von Gittern kann vorgesehen sein, um einzelne Kanäle auszuwählen, die einen engen Abstand voneinander haben. Die Gitter haben einen auf der Wellenlänge des zu filternden Kanals zentrierten Haupt-Peak, jedoch hat jedes Gitter auch einige Seitenäste an den Harmonischen des Wellenlängen-Peaks, die in den danebenliegenden Kanälen eine Reflexion erzeugen, wodurch Nebensprechen auftritt. Es hat sich daher als notwendig erwiesen, die Bragg-Gitter zu apodisieren, um den Effekt der Seitenäste zu unterdrücken und das Nebensprechen zu reduzieren.
Im folgenden werden frühere Apodisations-Techniken beschrieben. In Fig. 1 ist ein herkömmliches Verfahren zur Erzeugung eines Brechungsindex- Beugungsgitters in einer Lichtleitfaser angeführt, wobei Licht von einer Laserquelle 1 durch einen Strahlteiler 2 eingespeist wird, um kohärente Strahlen 3, 4 zu erzeugen, die von einer Spiegelanordnung 5, 6 so gerichtet werden, daß sie miteinander im Bereich 7 nahe an einer Lichtleitfaser 8 zur Interferenz gebracht werden, die eine Lichtempfindlichkeit an der Betriebswellenlänge des Lasers 1 hat. Dadurch wird ein optisches Interferenzmuster erzeugt, das in der Faser infolge ihrer Lichtempfindlichkeit aufgezeichnet wird. Das Aufzeichnungsergebnis ist in Fig. 2 gezeigt. Die räumliche periodische Intensität der Interferenzmuster erzeugt ein entsprechendes Muster von Variationen des Brechungsindex in der Länge der Faser, die in Fig. 2 schematisch als Brechnungsindex-Bereiche n&sub1; und n&sub2; gezeigt sind. Diese Bereiche wirken auf eine an sich bekannte Weise als Reflexionsgitter. Das Gitter hat abhängig vom periodischen Abstand der Brechnungsindex-Bereiche n&sub1; und n&sub2; eine von der Wellenlänge abhängige Reflexionscharakteristik mit einem an einer bestimmten Wellenlänge zentrierten Hauptast zusammen mit einer Reihe von Seitenästen an den Harmonischen des Wellenlängenzentrums. Die Reflexionswellenlänge λBragg ist durch
λBragg = 2Λneff/N
gegeben, wobei bedeutet: Λ Periode des Beugungsgitters, neff effektiver Brechungsindex des Wellenleiters und N eine ganze Zahl.
In Fig. 2b, die eine Variation des in der Faser aufgezeichneten Brechungsindex zeigt, hat die räumliche periodische Funktion eine Hüllkurve 10, die in dem einfachen, in Fig. 2b gezeigten Beispiel theoretisch für ein unendlich langes Gitter flach ist. Das ist auch in Fig. 3a gezeigt, in der die periodische Funktion weggelassen wurde. Die entsprechende Spektralcharakteristik für das Gitter, d.h. die Antwort in der Wellenlängendomäne, ist in Fig. 3b gezeigt und es ist zu erkennen, daß das Gitter einen Hauptast 11 und eine Reihe von Seitenästen 12n, 13n an den beiden Seiten des Hauptastes zeigt. Wenn das Gitter, beispielsweise in einem WDM-Demultiplexer, als optisches Filter verwendet wird, wird der Abstand des Gittermusters so gewählt, daß der Hauptast 11 der Zentrumswellenlänge des WDM-Kanals entspricht, jedoch tritt ein Problem dadurch auf, daß die Seitenäste 12, 13 sich in die benachbarten Wellenlängenkanäle für das WDM-System insbesondere dann hineinerstrecken, wenn die Wellenlängen der Kanäle eng voneinander beabstandet sind. Die Seitenäste verursachen auf diese Weise eine Reflexion in die benachbarten Kanäle hinein und es tritt Nebensprechen auf.
Apodisation unterdrückt den Effekt der Seitenäste. Das ist bisher auf mehrere verschiedene Arten erzielt worden. Das in Fig. 1 im Bereich 7 ausgebildete Gittermuster hat in Wirklichkeit keine konstante Amplitude entlang seiner Länge, weshalb das in der Faser aufgezeichnete Brechungsindexmuster in der Praxis nicht die in Fig. 2b gezeigte flache Hüllkurve aufweist. Die Strahlen 3, 4 weisen aktuell etwa eine sich über die physikalische Breite erstreckende Gauß'sche Amplitude auf, mit dem Ergebnis, daß die Hüllkurve 10 in der Praxis eine Form aufweist, die eher der in Fig. 4a gezeigten Form gleicht. Es läßt sich zeigen, daß eine Unterdrückung der Seitenäste erzielt wird, wenn die Hüllkurve 10 eine Form aufweist, die sich vom zentralen Bereich zu den gegenüberliegenden Enden hin, z. B. in Übereinstimmung mit der Funktion cos²z entlang der Länge z des aufgezeichneten Gitters, verjüngt. In der Vergangenheit ist das durch Modifizierung der Amplitudenverteilung über die Breite der Strahlen 3, 4 versucht worden. Die entsprechende Spektralantwort des Filters ist in Fig. 4b gezeigt, woraus ersichtlich ist, daß der Effekt der Seitenäste unterdrückt ist.
Für in einer Phasenmaske aufgezeichnete Gitter wurde die Apodisation durch Variation der Intensität des Musters in der Maske oder durch eine selektive Zerstörung des in der Maske aufgezeichneten Phasenmusters erzielt. Es wird auf "Apodised in-fibre Bragg grating reflectors photoimprinted using a phase mask", B. Malo et al., Electronic Letters, 2 February 1995, Bd. 31, Nr. 3, S. 223-225, und ferner auf "Apodisation of the spectral response of fibre Bragg gratings using a phase mask with variable diffraction efficiency", J. Albert et al., Electronic Letters, 2 February 1995, Bd. 31, Nr. 3, S. 222-223, verwiesen.
Ein Problem all dieser früheren Techniken besteht jedoch darin, daß, da sich der gesamte, in der Faser neu gezeigte Brechungsindex über die Länge z des Gitters ändert, die Seitenäste nicht vollständig unterdrückt werden. Hier wird nochmals darauf hingewiesen, daß der Wert des in der Faser aufgezeichneten Brechungsindex n eine Funktion der Intensität des einfallenden Lichtes ist, so daß in der in Fig. 4a gezeigten Konfiguration sich der effektive Brechungsindex neff über die Länge des Gitters in einer nicht einheitlichen Weise ändert. Diese nicht einheitliche Variation selbst erzeugt Chirpen in der Bragg-Wellenlänge des Gitters und infolgedessen Seitenäste in der Spektralantwort der Struktur.
Bisher wurden nachverarbeitende Techniken angewendet, um neff zu linearisieren. Es war jedoch schwierig, diese Techniken in der Praxis zu realisieren. Es wird auf Hill et al., supra, verwiesen.
Kürzlich wurde in "Moving fibre/phase mask scanning beam technique for enhanced flexibility in producing fibre gratings with uniform phase mask", M.J. Cole et al., Electronic Letters, 17 August 1995, Bd. 31, Nr. 17, S. 1488-1490, eine alternative Apodisations-Technik vorgeschlagen. Bei dieser Technik wird das Gitter auf eine Weise aufgezeichnet, die allgemein in Fig. 1 gezeigt ist, und darüber hinaus wird eine piezoelektrische Vorrichtung von einer zentralen Position im Gitter während seiner Erzeugung die Faser entlang geführt, um die Faser in Vibration zu versetzen, deren Amplitude sich zu den Außenkanten hin verstärkt. Auf diese Weise wird das aufgezeichnete Muster zu den Enden des aufgezeichneten Gitters hin "unscharf gemacht" was den Effekt der Apodisation des Gitters mit sich bringt, ohne jedoch die Intensität des Aufzeichnungslichtes zu den Enden des Gitters hin zu reduzieren, wie in den vorher beschriebenen Verfahren geschehen, mit dem Resultat, daß neff über die Länge des Gitters nicht wesentlich geändert werden mußte.
Ein Verfahren zur Erzeugung eines Oberflächenrelief-Beugungsgitters zur Ver wendung in einem DFB-Laser für Lichtleitfasern ist in GB-A-2209408 beschrieben. Das Gitter wird hergestellt, indem eine Photoresist-Schicht auf einer Lichtleitfaser mit zwei verschiedenen optischen Interferenzmustern unterschiedlicher Periodizität belichtet wird, die durch zur Interferenz gebrachte Strahlen einer optischen Strahlung gebildet sind. Das sich im Photoresist ergebende belichtete zusammengesetzte Muster wird dann entwickelt und die Faser wird geätzt, indem das entwickelte Muster als Maske verwendet wird, wodurch in der Faser ein Oberflächenrelief-Muster ausgebildet wird. Die Zwei-Komponentenmuster sind so gewählt, daß sie eine gemeinsame Längsmode in der Laserausgangsleistung unterstützen. Diese Konfiguration erzeugt jedoch keine Apodisation, da das Oberflächengittermuster einen effektiven Brechungsindex aufweist, der in der Länge der Lichtleitfaser variiert, was zu unerwünschten Seitenästen in der Wellenlängencharakteristik führt.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Technik zur Steuerung der Spektralcharakteristika eines Brechungsindex-Beugungsgitters an, das in einem lichtempfindlichen optischen Medium aufgezeichnet wird, und die angewendet werden kann, um eine Apodisation zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung gibt ein Verfahren zur Aufzeichnung eines apodisierten Brechungsindex-Beugungsgitters in einem lichtempfindlichen optischen Medium mit Hilfe von überlagerten Komponentenmustern optischer Strahlung an, das umfaßt:
Erzeugung mehrerer unterschiedlicher, überlagerter optischer Interferenzmuster aus räumlich periodischen Komponenten zur Aufzeichnung einer Abfolge von Variationen des Brechungsindex in diesem Medium die das Gitter bilden, mit einer relativen räumlichen Phase, die sich längs der Abfolge so ändert, daß das zu einer Apodisation des im optischen Medium aufgezeichneten Gitters führt, wobei der effektive Brechungsindex (neff) des optischen Mediums längs des aufgezeichneten Gitters, das aus solchen Interferenzmustern gebildet ist, im wesentlichen konstant ist.
Die relative Phase der Komponentenmuster kann sich in Richtungen von einem Zwischenbereich der Komponentenmuster weg zu ihren Enden hin fortschreitend ändern. Die Komponentenmuster können im Zwischenbereich die relative räumliche Phase Null haben und eine relative Phase von ±π/2 in Bezug auf die räumliche Periodizität der Komponentenmuster an ihren gegenüberliegenden Enden aufweisen.
Die überlagerten Komponentenmuster können aufeinanderfolgend ausgebildet werden. Sie können optische Interferenzmuster umfassen. Die Interferenzmuster können ausgebildet werden, indem Strahlen einer optischen Strahlung zur Interferenz gebracht werden und ein erstes Muster erzeugen, und dann über die Breite mindestens einer dieser Strahlen eine Phasenverschiebung vorgenommen wird, so daß ein zweites Interferenzmuster gebildet wird. Zur Erzielung der Phasenverschiebung kann ein Keil aus einem optisch transparenten Material verwendet werden.
Alternativ dazu kann das optische Medium relativ zum Interferenzmuster bewegt werden, um so das erste und das zweite Komponentenmuster zu erzeugen. In einem Beispiel wird der Wellenleiter um einen kleinen Winkel gedreht, und in einem weiteren Beispiel wird der Wellenleiter zwischen der Aufzeichnung der Muster im optischen Medium gedehnt.
Die optischen Komponentenmuster können gleichzeitig erzeugt werden. So können zum Beispiel Strahlen einer optischen Strahlung mit einem vorgegebenen Spektralgehalt zur Interferenz gebracht werden, so daß das Licht an den verschiedenen Wellenlängen zur Interferenz gebracht wird und die Komponentenmuster auf diese Weise gleichzeitig gebildet werden.
Bei einem weiteren Verfahren werden die Komponentenmuster von den entsprechenden, in einer Phasenmaske aufgezeichneten Mustern erhalten.
Die Erfindung kann insbesondere zur Aufzeichnung eines apodisierten Gitters in einem Lichtwellenleiter, beispielsweise einer lichtempfindlichen optischen Faser, beispielsweise einer mit Germanium dotierten Faser, verwendet werden, die gegenüber UV-Strahlung lichtempfindlich ist. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren hat den Vorteil, daß das aufgezeichnete Muster sowohl apodisiert ist, als auch eine mittlere Intensität aufweist, die in der Länge des Musters nicht wesentlich variiert werden muß, so daß der mittlere Brechungsindex neu nicht variiert werden muß, wodurch. Chirpen und Nebensprechen vermieden werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zum besseren Verständnis der Erfindung sind Ausführungsformen der Erfindung im folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 ein Verfahren vom Stand der Technik, das ein Brechungsindex- Beugungsgitter in einer Lichtleitfaser zeigt,
Fig. 2a das Brechnungsindexmuster des in der Faser gebildeten Gitters,
Fig. 2b eine graphische Darstellung einer Variation des Brechungsindex längs der Faser,
Fig. 3a die Hüllkurve einer Variation des Brechungsindex längs der Faser und
Fig. 3b die entsprechende Spektralcharakteristik für das Gitter.
Fig. 4a und 4b entsprechen den Fig. 3a und 3b, jedoch ist hier ein mit einer Amplitudenmaske apodisiertes Gitter dargestellt,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Gitters gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Gitters gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufzeichnung eines Gitters gemäß einem dritten erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 8 ein Verfahren zur Aufzeichnung eines Gitters gemäß einem vierten erfindungsgemäßen Verfahren,
Fig. 9 eine graphische Darstellung der Wellenlängenaufteilung des für die Durchführung des Verfahrens verwendeten Lasers, das unter Bezugnahme auf Fig. 8 beschrieben ist,
Fig. 10 eine Vorrichtung für die Durchführung des fünften erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens,
Fig. 11 das erste und das zweite Komponenteninterferenzmuster zur Aufzeichnung des Gitters,
Fig. 12 eine schematische Darstellung der Kombination der Intensitäten des ersten und des zweiten Komponenteninterferenzmusters,
Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 12 gezeigten Musters neben dem Ende 20a,
Fig. 14 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 12 gezeigten Musters für den Zentralbereich 19,
Fig. 15 eine graphische Darstellung der Wellenlängenantwort des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgezeichneten apodisierten Gitters, das längs der Faser reflektiert wird,
Fig. 16 eine Vorrichtung für die Durchführung des sechsten erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 17 eine graphische Darstellung des Reflexionsvermögens eines erfindungsgemäß gebildeten Gitters mit dem Ist-Reflexionsvermögen und dem diesem gegenübergestellten Soll-Reflexionsvermögen eines Gitters nach dem Stand der Technik,
Fig. 18 eine graphische Darstellung, die die Verzögerung eines gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Gitters mit dem Ist-Reflexionsvermögen und dem diesem gegenübergestellten Soll-Reflexionsvermögen eines Gitters nach dem Stand der Technik zeigt, und
Fig. 19 ein schematisches Blockdiagramm eines Kommunikationssystems, in dem die gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugten Gitter verwendet sind.

Genaue Beschreibung

Ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist im folgenden unter Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Das Verfahren kann als eine Modifikation des unter Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verfahrens angesehen werden, in denen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die zwei zur Interferenz gebrachten Strahlen 3, 4, die, wie in Fig. 5 gezeigt ist, eine vorgegebene Breite haben, kommen im Bereich 7 zur Interferenz und bilden ein Interferenzmuster, das auf die im allgemeinen oben beschriebene Weise in der optischen Faser 8 aufgezeichnet wird. Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind der Laser 1, der Strahlteiler 2 und die Spiegel 5, 6 in der Fig. 5 nicht dargestellt.
Erfindungsgemäß werden ein erstes und ein zweites Komponenteninterferenzmuster erzeugt und einzeln in der Faser so aufgezeichnet, daß das zur Apodisation des Gitters führt. Die Komponentenmuster des Gitters haben leicht unterschiedliche räumliche Periodizitäten, die so gewählt sind, daß der Effekt aus ihrer Kombination dazu führt, daß in der Wellenlängenantwort des aufgezeichneten Gitters die Seitenäste unterdrückt werden, wie im folgenden im einzelnen erläutert ist.
In Fig. 5 wird das erste Komponenteninterferenzmuster in der Faser aufgezeichnet, indem Strahl 4 und Strahl 3a (gestrichelte Linie) miteinander zur Interferenz gebracht werden. Sodann wird ein transparenter Keil 15 in den Strahl 3 gebracht, so daß eine progressive Phasenverschiebung in die Wellenfront in die Breite des Strahls eingeführt wird. Dadurch wird dieser mit Strahl 4 zur Interferenz gebracht und es wird ein zweites Komponenteninterferenzmuster erzielt. Im Vergleich mit dem ersten Muster ergibt sich eine kleine progressive Zunahme des Abstandes zwischen den aufeinanderfolgenden Peaks und Fußpunkten des zweiten Interferenzmusters, was im folgenden im einzelnen unter Bezug auf Fig. 11 erläutert ist. Auf diese Weise wird das zweite, vom ersten etwas verschiedene Muster in der Faser 8 aufgezeichnet, das das erste Muster überlagert, das von den Strahlen 3a, 4 erzeugt wurde. Um das zweite Komponentenmuster zu erzeugen, kann es erforderlich sein, den Strahl 3 zur Position 3b, wie in Fig. 5 gezeigt ist, zu verschieben, um eine korrekte, genau aufeinanderliegende Ausrichtung des ersten und des zweiten Komponentenmusters zu erhalten.
Fig. 11 zeigt die Amplitude des ersten und des zweiten Komponenteninterferenzmusters 16, 17, die erzeugt wurden. Das erste Muster 16 ist als gestrichelte Linie und das zweite Muster 17 ist als durchgezogene Linie gezeigt. Fig. 11 zeigt die Komponentenmuster an drei Positionen in der Breite des Interferenzmusters 7, nämlich auf der linken Seite 7l im Zentrum, 7c und auf der rechten Seite 7r. Das zweite Komponentenmuster 17 hat infolge der durch den Keil 15 eingeführten Phasenverschiebung eine etwas andere Periodizität als das Komponentenmuster 16. Im Zentralbereich 7c überlagern die Muster einander, wegen ihrer unterschiedlichen Periodizitäten kommen sie jedoch zu den Seitenkanten des Interferenzmusters hin aus der Phase heraus, so daß die Muster in den Positionen 7l und 7r nicht mehr übereinstimmen, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist.
Es ist anzumerken, daß die Kombination der Intensitäten entsprechend den zwei in Fig. 11 gezeigten Amplitudenmustern 16, 17 im lichtempfindlichen Wellenleiter 8 (Fig. 5) als Variationen des Brechungsindex des Wellenleiters aufgezeichnet wird. Das sich ergebende kombinierte Intensitätsmuster, das durch die Komponentenamplitudenmuster 16, 17 erzeugt wurde, ist in Fig. 12 gezeigt und besteht aus einer räumlichen periodischen Funktion, die eine Hüllkurve 18 aufweist. Der Wert der zyklischen räumlichen Intensitätsvariationen für die in Fig. 12 gezeigte Funktion ist im Zentralbereich 19 der Funktion am höchsten und nimmt progressiv zu den entgegengesetzten Enden 20a, 20b hin in z-Richtung längs des Wellenleiters ab. Eine noch genauere Ansicht der Intensitätsfunktion der Fig. 12 nahe dem Ende 20a ist in Fig. 13 gezeigt, und eine noch genauere Ansicht des Bereichs 19 ist in Fig. 14 gezeigt. Das durch dieses Intensitätsmuster erzeugte Brechungsindex-Beugungsgitter ist somit als ein Ergebnis der Form der Hüllkurve 18 apodisiert. Ferner hat die Form der Hüllkurve 18 den Vorteil, daß die mittlere Intensität entlang der Länge z konstant bleibt, so daß neff im wesentlichen entlang der Länge des Gitters konstant ist, wodurch die Bildung von durch Chirpen erzeugten Seitenästen in den Gittercharakteristika reduziert wird, was bereits unter Bezug auf Fig. 4A beschrieben ist.
Es erfolgt eine noch mehr ins einzelne gehende Beschreibung der in den Fig. 12 bis 14 gezeigten Funktion. Die räumliche periodische Amplitude des ersten und des zweiten Komponenteninterferenzmusters 16, 17 in z-Richtung wird als A&sub1;(z) und A&sub2;(z) bezeichnet und das sich ergebende Intensitätsmuster I(z), in Fig. 12 gezeigt, kann als Quadratsumme der Intensitätsmuster geschrieben werden, d.h.
I(z) = K/2(A&sub1;² + A&sub2;²) (1),
worin K eine Konstante ist.
Jede der Amplituden A&sub1;(z) und A&sub2;(z) kann als eine räumliche Cosinusfunktion dargestellt werden, d.h.
A ~ cosßz,
wobei die Periode A des Beugungsgittermusters durch:
Λ = 2π/β
gegeben ist.
Somit gilt: A&sub1; = pcosß&sub1;z (2)
und A&sub2; = qcosß&sub2;z (3),
worin p und q Konstanten bedeuten.
Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) folgt, daß
I(z) = K/2(p²cos²ß&sub1;z + q²cos²ß&sub2;z),
worin K eine Konstante bedeutet,
was als
I(z) = K/2(p²cos²ß&sub1;z + Q²cos²ß&sub2;z) (4)
geschrieben werden kann, worin P und Q Konstanten bedeuten. Der Einfachheit halber wurde in der folgenden Analyse angenommen, daß P und Q den Wert 1 haben.
Im folgenden wird nun die Form der Gleichung (4) im einzelnen mit Hilfe eines Beispiels am Ende von Punkt 20a und im Zentralbereich 19 betrachtet, um die Variationen des Brechungsindex zu erläutern, die im Wellenleiter als Gittermuster aufgezeichnet werden.
Im Zentralbereich 19 stimmen die zwei Komponentenmuster 16 und 17 im wesentlichen in der Phase überein und haben die gleiche räumliche Periodizität, so daß im Bereich 19 gilt ß&sub1; = ß&sub2; = β. Somit reduziert sich die Gleichung (4) zu:
I(19) = 1/2(cos²ßz + cos²ßz)
d.h. I(19) = cos²ßz.
Es kann gezeigt werden, daß über eine räumliche Periode des Musters, d.h. β = 0 -> 2π, die Intensität I(19) in den willkürlichen Einheiten dieser Analyse einen mittleren Wert < I(19)> = 1/2 aufweist.
Wenn nun der Endpunkt 20a der Hüllkurve 18 betrachtet wird, sind die Muster 16, 17 so angeordnet, daß sie aus dem Zustand, in dem sie im Bereich 20 phasengleich sind, progressiv aus der Phase heraustreten, so daß an den der Hüllkurve gegenüberliegenden Enden, beispielsweise am Endpunkt 20a, die Muster um 90º aus der Phase sind, d.h., ß&sub1; = ß&sub2; + π/2 = β. Daher reduziert sich am Endpunkt 20a die Gleichung (4) zu:
I&sub2;&sub0; = 1/2(cos²ß² + cos²(ßz + π/2)) = 1/2(cos²ßz + sin²ßz) = 1/2(in den willkürlichen Einheiten dieser Analyse).
Aus den vorhergehenden Ausführungen und nach Prüfung der Fig. 12 wird daher klar, daß die mittlere Intensität längs der Dimension z der Hüllkurve 18, die als Linie 21 gezeigt ist, konstant verläuft. Somit ist neff, wie in der Faser 8 aufgezeichnet, in der Länge konstant, wodurch ein Chirpen verhindert wird, das auftreten würde, wenn sich neff ändern würde.
Im Beispiel eines Gitters, das in einer mit Germanium dotierten lichtempfindlichen Faser 8 aufgezeichnet wurde, erzeugte UV-Licht von einem Dauerstrich- Laser, der mit ~100 mW bei einer Wellenlänge von 244 nm betrieben wurde, das erste Interferenzmuster 16 im Bereich 7 von Fig. 5 mit einer Länge von z = 4 bis 6 mm und einer Querdimension von 40 um. Die räumliche Periode des Interferenzmusters lag bei größenordnungsmäßig 1 um. Darm wurde der Keil 15 in den Strahl 3 eingeführt, um das zweite Muster 17 zu erzeugen. Der Keil bestand aus SiO&sub2; mit einem Brechnungsindex von n = 1,46 und einem Keilwinkel von 5 Bogensekunden. Das zweite Muster 17 war räumlich mit dem ersten Muster im Zentralbereich 19 phasengleich, und die relative räumliche Phase der Muster nahm progressiv vom Zentralbereich 19 nach außen zu den Enden 20a, 20b hin zu, wo die Phasendifferenz π/2 betrug. Die optische Faser war eine Siliciumoxidfaser mit einem Außendurchmesser von 125 um, die mit Ge/B codotiert war, so daß ein Kern mit einem Durchmesser von 4 um erzeugt wurde. Die Belichtungszeit für jedes Komponentenmuster betrug etwa 10 Minuten.
Die sich ergebende Spektralcharakteristik des in der Faser aufgezeichneten apodisierten Gitters ist in Fig. 15 als Kurve 22 dargestellt. Zum Vergleich ist die Wellenlängencharakteristik für ein Gitter, das nur von einem der Muster 16 oder 17 erzeugt wurde, als Kurve 23 gezeigt, wobei die Unterdrückung der Seitenäste, die durch die Apodisierung erhalten wurde, klar zu erkennen ist. Die in Fig. 15 gezeigten Charakteristika wurden durch Einkoppeln einer relativ breitbandigen Strahlung längs des Kerns der Faser 8 und durch Messung der Spektralantwort der durch das Gitter reflektierten Strahlung bestimmt, wobei herkömmliche Techniken angewandt wurden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist im folgenden das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur Aufzeichnung eines apodisierten Gitters beschrieben. Dieses kann als Modifizierung des unter Bezug auf Fig. 5 beschriebenen Verfahrens angesehen werden. Im Verfahren gemäß Fig. 6 erzeugen die Strahlen 3, 4 auf die oben beschriebene Art und Weise eine Interferenz im Bereich 7. Das erste Interferenzmuster wird in der Faser 8 aufgezeichnet, wenn es sich in Position A befindet, so daß sich die Faser in Position 81 befindet. Danach wird die Faser um einen kleinen Winkel, z. B. für ein Muster mit einer Länge z = 4 mm, um ~3º, bewegt und das zweite Muster wird aufgezeichnet, während sich die Faser in Position B, längs der Linie 82, befindet, was durch eine gestrichelte Linie angezeigt ist. Bei der in Fig. 6 gezeigten Konfiguration kann sich die Ebene, in der die Faser gedreht wird, innerhalb der Strahlen 3, 4 befinden oder sie kann sich transversal, beispielsweise in einer horizontalen Ebene, zu diesen befinden.
Somit werden durch das unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschriebene Verfahren das erste und das zweite Komponenteninterferenzmuster relativ zu Faser 8 erzeugt und darin aufgezeichnet, so daß ein kombiniertes Muster entsteht, in dem das Gitter in der Faser apodisiert ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist im folgenden das dritte erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. In diesem Beispiel werden die Strahlen 3 und 4, wie oben beschrieben, auf die Faser gerichtet und diese wird einer Längsbeanspruchung unterschiedlicher Stärke ausgesetzt. An den gegenüberliegenden Enden der Faser 8 sind piezoelektrische Vorrichtungen 22, 23 angebracht. Die Strahlen 3 und 4 erzeugen im Bereich 7 ein Interferenzmuster.
Zunächst wird die Faser einer relativ niedrigen Beanspruchung ausgesetzt, in der die piezoelektrischen Vorrichtungen 22, 23 unerregt sind. In diesem Zeitraum wird in der Faser ein erstes Komponentengitter aufgezeichnet. Danach werden die piezoelektrischen Vorrichtungen 22, 23 erregt, so daß die Faser um einen kleinen Betrag, der der Periode A des Interferenzmusters entspricht, gedehnt wird. Das im Bereich 7 aufgezeichnete Interferenzmuster wird dann erneut in der Faser 8 als zweites Komponentenmuster aufgezeichnet, wobei der Dehnungsgrad während der Belichtung zur Erhaltung des zweiten Musters aufrechterhalten wird. Danach, wenn die Belichtung abgeschlossen ist, wird die Faser aus den piezoelektrischen Vorrichtungen 22, 23 befreit. Wenn die Dehnung aufgehoben wird, wird die räumliche Periodizität des zweiten Musters infolge der Aufhebung der Faserkontraktion leicht komprimiert, so daß das zweite Muster eine geringere Periodizität als das erste Muster aufweist. Die Muster sind so angeordnet, daß sie in den Zentralbereichen räumlich phasengleich und an den entgegengesetzten Enden um 90º phasenverschoben sind, so daß eine Kombination des ersten und des zweiten Musters aus der ersten und der zweiten Belichtung der Faser ein apodisiertes Gitter ergibt.
In einer Modifizierung werden die piezoelektrischen Vorrichtungen 22, 23 während der Belichtung, die einige Minuten in Anspruch nehmen kann, durch einen (nicht gezeigten) Oszillator, beispielsweise bei einer Frequenz von etwa 5 Hz, angetrieben. Dadurch wird das erwünschte apodisierte Muster erzeugt.
Bei den bisher beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren wurden das erste und das zweite Komponentenmuster aufeinanderfolgend ausgebildet. Es ist jedoch auch eine gleichzeitige Aufzeichnung der Muster möglich; unter Bezug auf Fig. 8 wird ein solches Beispiel beschrieben.
Licht von einer Laserquelle 24 wird durch eine Phasenmaske 25 geschickt, die als Strahlteiler wirkt, so daß zwei in der Phase kohärente Strahlen 26, 27 gebildet werden, die durch die entsprechenden seitlichen Reflexions-Würfel 28, 29 hindurchgehen und auf den Bahnen 30, 31 zu den Spiegeln 32, 33 zurückreflektiert werden. Die Spiegel sind so eingestellt, daß sie die Strahlen längs den Bahnen 34, 35 reflektieren, die auf der lichtempfindlichen optischen Faser 8 unter einem Winkel von θ konvergieren. Der Spektralgehalt des Ausgangs des Lasers 24 ist schematisch in Fig. 9 gezeigt und besteht aus einer schmalen Gauß'schen Wellenlängenverteilung mit einer Peak-Wellenlänge λmax. Die zwei Strahlen 34, 35 interferieren und erzeugen im Bereich 7 der Faser ein Interferenzmuster. Das Interferenzmuster kann als eine Überlagerung von Mustern angesehen werden, die bei jeder der Komponentenwellenlängen erzeugt wurden, woraus die in Fig. 9 gezeigte Verteilung besteht. Es kann gezeigt werden, daß das in der Faser aufgezeichnete Gittermuster durch die sich ergebende Überlagerung ausgebildet wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird im folgenden ein fünftes erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben. In diesem Beispiel werden zwei holographische Phasenmaskenmuster verwendet, um das erste und das zweite Komponentenmuster in der Faser 8 aufzuzeichnen. Die Phasenmaskenmuster können erzeugt werden, indem die eine Maske in der gleichen Phasenmaske über die andere Maske gelegt wird; in Fig. 10 sind das erste und das zweite Komponentenmuster als Muster P1 und P2 dargestellt, die in einer Phasenmaske 36 erzeugt wurden. Ein nur schematisch dargestelltes optisches System 37 kann betrieben werden, um einen Lichtstrahl entweder auf das Muster P1 oder das Muster P2 zu fokussieren und ein entsprechendes holographisches Referenzmuster auf die Lichtleitfaser 8 zu werfen. Das optische System 37 zeichnet nun die holographisch von den Mustern P1, P2 erhaltenen Interferenzmuster nacheinander in der Faser auf, und nach der Aufzeichnung der zwei Komponentenmuster ist ein Gitter entstanden, das eine Apodisation zeigt.
In einer Modifizierung können die Muster P1 und P2 in der Maske 36 nebeneinander aufgezeichnet werden, und die Maske wird zwischen den Belichtungen bewegt, um die Muster auf die optische Quelle 37 und die Faser 8 auszurichten.
In einer weiteren Modifizierung wird ein einziges Phasenmaskenmuster P1 verwendet, und die Faser 8 oder die Phasenmaske 36 wird gedehnt, um so das zweite in der Faser aufzuzeichnende Komponentenmuster zu erzeugen. Anstelle einer Dehnung kann die Phasenmaske auch komprimiert werden, um die Periodizität des Musters P1 zu ändern, so daß das zweite in der Faser aufzuzeichnende Komponentenmuster erzeugt wird. Die Komprimierungstechnik kann auch auf das optische Medium angewandt werden. Obwohl eine optische Faser nicht einfach in der Länge zu komprimieren ist, ist die Kompressionstechnik besonders für die Aufzeichnung von apodisierten Gittern in planaren Wellenleitern zweckmäßig, die sich nicht einfach dehnen lassen, die aber in der Länge komprimiert werden können.
Unter Bezugnahme auf Fig. 16 wird im folgenden ein sechstes Beispiel der Erfindung beschrieben, bei dem die Faser 8 unmittelbar hinter der Phasenmaske 36 angeordnet ist und in Spannfuttern in Anordnungen 39, 40 festgehalten wird, die piezoelektrische Aktuatoren umfassen, die den in Fig. 7 gezeigten Aktuatoren 22, 23 entsprechen. Die Phasenmaske 36 besteht aus Siliciumoxid und ist unter Anwendung einer Standardtechnik mit einem Elektronenstrahl geätzt und weist ein 100 mm langes Schritt-Chirp-Gitter mit einem Chirp von 0,75 nm auf. Das Gitter umfaßt 200 Abschnitte, jeder mit einer Länge von 0,5 mm, wodurch ein nahezu kontinuierliches Chirpen nachgebildet wird. Ein Strahl 41 einer UV-Strahlung einer Wellenlänge von 244 nm wird über die Phasenmaske 36 gescannt und schreibt das Gitter in der Faser 8. Die UV-Strahlung wird von einem Argonionen- Laser mit im Hohlraum verdoppelter Frequenz 42 erzeugt.
Die Phasenmaske 36 ist symmetrisch zwischen den Spannfuttern 39, 40 so angeordnet, daß das Zentrum des Gitters eine Dehnung von Null aufweist. Die piezoelektrischen Aktuatoren werden von einem Oszillator 43 bei etwa 5 Hz mit einem Dreiecksignal angesteuert, wodurch gewährleistet ist, daß die Faser 8 an den Enden der Phasenmaske eine Dehnung um einen Betrag erfährt, der etwa die Hälfte der Periode des Gitters an diesen Punkten beträgt. Um für eine gegebene Gitterlänge eine ausreichende symmetrische Dehnung von einer halben Periode zu erzielen, muß die Bedingung
f > v/w
erfüllt sein, wobei f die Dehnungsfrequenz des Wellenleiters, v die Abtastgeschwindigkeit des Strahls und w den Durchmesser des Strahlflecks bedeuten.
Es ist anzumerken, daß dieses Verfahren mit der gleichen Faser an verschiedenen, im wesentlichen aneinander angrenzenden Stellen mit der gleichen Phasenmaske wiederholt werden kann, um ein langes Gitter zu erzeugen, wobei dann eine Apodisation durch Dehnung asymmetrisch auf die Enden angewendet wird. Um das zu erzielen, kann die Faser mit nur einer der piezoelektrischen Vorrichtungen gedehnt werden.
Alternativ dazu können Phasenmasken mit verschiedenen räumlichen Periodizitäten zur Erzeugung eines Chirp-Musters verwendet werden. Die aufgezeichneten Muster können durch das Apodisationsverfahren an die Anschlußstellen angepaßt werden.
Fig. 17 und 18 zeigen das Reflexionsvermögen bzw. die Verzögerung eines Chirp-Gitters, das in Übereinstimmung mit dem sechsten Beispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, verglichen mit einer theoretischen, mit Hilfe einer Computersimulation erstellten Vorhersage und der aktuellen Leistung eines entsprechenden, nicht apodisierten Gitters.
Unter Bezugnahme auf Fig. 19 ist im folgenden ein WDM-System beschrieben, in dem Filter mit apodisierten Gittern verwendet sind, die unter Anwendung der Erfindung hergestellt wurden. Eine Verbindung in einem optischen Kommunikationssystem umfaßt einen WDM-Multiplexer 44 und einen optischen Verstärker 45 an einer Sendestation. Der Ausgang des Verstärkers 45 ist zu einem optischen Wellenleiter 46 einer Länge von 120 km gerichtet. An einer Empfangsstation erhält ein Verstärker 47 optische Signale vom Wellenleiter 46, verstärkt diese und gibt sie einem ersten Port eines optischen Zirkulators 48 aus. Ein zweiter Port des optischen Zirkulators 48 ist mit einem bidirektionalen Demultiplexer/Multiplexer 49 gekoppelt. Ein dritter Port des optischen Zirkulators 48 ist mit einem optischen Empfänger 50 gekoppelt. Der Demultiplexer/Multiplexer 49 ist ferner mit vier Chirp-Filtern 51, 52, 53, 54 gekoppelt. Jeder Chirp-Filter ist gemäß dem unter Bezug auf Fig. 16 beschriebenen Verfahren hergestellt und so ausgeführt, daß die Dispersion optischer Signale bei 1548 nm, 1552 nm, 1557 nm bzw. 1562 nm kompensiert wird. Der Dispersionsparameter der Chirp-Filter 51, 52, 53, 54 ist 1600 p nm&supmin;¹. Die Betriebsbandbreite der Chirp-Filter ist ~3 nm, wodurch diese über einen Temperaturbereich von ±10ºC verwendet werden können.
An der Sendestation werden optische Signale einer Wellenlänge von 1548 nm, 1552 nm, 1557 nm und 1562 nm kombiniert und vom Multiplexer 44 an den Verstärker 45 angelegt. Der Verstärker 45 verstärkt die gemultiplexten Signale und koppelt sie in den Wellenleiter 46 ein. Während ihres Durchgangs durch den Wellenleiter erfahren die optischen Signale eine Dispersion. An der Empfangsstation werden die gemultiplexten Signale durch den Verstärker 45 verstärkt und zum optischen Zirkulator 48 übertragen, der sie von seinem zweiten Port zum Demultiplexer/Multiplexer 49 weiterleitet. Der Demultiplexer/Multiplexer 49 verteilt die Komponentensignale des Multiplex-Signals auf die Chirp-Filter 51, 52, 53, 54, die die eingegebenen Signale auf eine solche Weise reflektieren, daß die im Wellenleiter 46 aufgetretene Dispersion kompensiert wird. Diese Signale werden dann vom Demultiplexer/Multiplexer 49 rekombiniert und zum optischen Zirkulator 48 zurückübertragen, der sie dann an seinem dritten Port ausgibt. Schließlich werden die kompensierten optischen Signale vom optischen Empfänger 50 empfangen.
Mit dem System von Fig. 19, das Datenübertragungsgeschwindigkeiten im Bereich von 10 GBit s&supmin;¹ verwendet, wurde ein Produkt von Gesamt-Bitrate x Entfernung von 4,8 TBit s&supmin;¹ erzielt. Sogar noch bei mehr als 24 dB konnte eine Übersprechisolierung gemessen werden.
Innerhalb des Umfangs der beanspruchten Erfindung sind viele weitere Modifizierungen und Variationen der beschriebenen Beispiele möglich. So können zum Beispiel Gitter, die unter Anwendung des Verfahrens der Erfindung erzeugt wurden, in Vorrichtungen verwendet werden, bei denen es sich nicht um optische Filter handelt. Das Gitter muß nicht in einer optischen Faser aufgezeichnet werden, es kann auch in anderen Formen optischer Wellenleiter, z. B. in einem planaren Wellenleiter oder in einem optischen Bulkmedium aufgezeichnet werden, das nicht notwendigerweise als Wellenleiter ausgebildet ist. Ferner muß das Gitter nicht notwendigerweise eine schmale längliche Struktur aufweisen, wie oben beschrieben ist. Die Wellenleiterelemente können als konzentrische Kreise, als Ellipsen oder in anderen ähnlichen Formen angeordnet sein, so daß sich die Länge des Gitters beim aufgezeichneten Muster radial nach außen erstreckt.

Claims

1. Verfahren zur Aufzeichnung eines apodisierten Brechungsindex- Beugungsgitters in einem lichtempfindlichen optischen Medium (8) mit Hilfe von überlagerten Komponentenmustern optischer Strahlung, das umfaßt: Erzeugung mehrerer unterschiedlicher, überlagerter optischer Interferenzmuster (3, 4) aus räumlich periodischen Komponenten zur Aufzeichnung einer Abfolge von Variationen des Brechungsindex in diesem Medium (8), die das Gitter bilden, mit einer relativen räumlichen Phase, die sich längs der Abfolge so ändert, daß das zu einer Apodisation des im optischen Medium (8) aufgezeichneten Gitters führt, wobei der effektive Brechungsindex (neff) des optischen Mediums längs des aufgezeichneten Gitters, das aus solchen Interferenzmustern gebildet ist, im wesentlichen konstant ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei sich die relative Phase in Richtungen von einem Zwischenbereich der Komponentenmuster (3, 4) weg zu ihren Enden hin fortschreitend ändert.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Komponentenmuster (3, 4) im Zwischenbereich die relative räumliche Phase Null haben.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Komponentenmuster (3, 4) eine relative Phase von ±π/2 in Bezug auf die räumliche Periodizität der Komponentenmuster (3, 4) an ihren gegenüberliegenden Enden aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei der Zwischenbereich in Bezug auf die Komponentenmuster (3, 4) zentral angeordnet ist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponentenmuster (3, 4) aufeinanderfolgend ausgebildet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei Strahlen einer optischen Strahlung zur Interferenz gebracht werden, um ein erstes Muster der Komponenteninterferenzmuster (3, 4) zu erzeugen, und dann über die Breite mindestens eines dieser Strahlen eine Phasenverschiebung vorgenommen wird, so daß ein zweites Muster der Komponenteninterferenzmuster gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein Keil aus einem optisch transparenten Material (15) in einen der Strahlen gebracht wird, so daß die Phasenverschiebung für das zweite Komponenteninterferenzmuster erzielt wird.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, das umfaßt: Erzeugung eines Interferenzmusters, Positionieren des optischen Mediums (8) in einer ersten Anordnung (8&sub1;) relativ zum Interferenzmuster, um so das erste Komponenteninterferenzmuster zur Aufzeichnung im Medium (8) zu erzeugen, und anschließend Positionieren des optischen Mediums (8) in einer zweiten Anordnung (8&sub2;) relativ zum Interferenzmuster, um so das zweite Komponenteninterferenzmuster zur Aufzeichnung im Medium (8) zu erzeugen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das optische Medium relativ zum Interferenzmuster zwischen der ersten Anordnung (8&sub1;) und der zweiten Anordnung (8&sub2;) gedreht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Länge des optischen Mediums geändert wird (22, 23), um die erste und die zweite Anordnung zu erzielen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das optische Mediums (8) gedehnt wird (22, 23).

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das optische Medium (8) zyklisch gedehnt wird (22, 23).

14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei das optische Medium (8) ausgehend von nur einem Ende des aufgezeichneten Musters gedehnt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das optische Medium (8) komprimiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11, 12, 13 oder 14, wobei das Muster längs des Mediums (8) wiederholt aufgezeichnet wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das Muster von einer Phasenmaske (36) erzeugt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Länge der Phasenmaske (36) geändert wird, um die Komponentenmuster (3, 4) zu erzeugen.

19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das optische Medium (8) symmetrisch um das Zentrum des resultierenden Gitters gedehnt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei ein Strahl der Strahlung längs der Phasenmaske (36) abgetastet und das optische Medium zyklisch so gedehnt wird, daß die Bedingung

f > v/w

erfüllt ist, wobei f die Dehnungsfrequenz, v die Abtastgeschwindigkeit des Strahls und w den Durchmesser des Strahlflecks bedeuten.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Komponentenmuster gleichzeitig gebildet werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Strahlen der optischen Strahlung zur Interferenz gebracht werden, um die Komponentenmuster zu erzeugen, wobei die Strahlen einen vorgegebenen Spektralanteil aufweisen, wodurch Licht bei unterschiedlichen Wellenlängen durch Interferenz die unterschiedlichen Muster erzeugt, die sich überlagern.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Phasenmaske, die das erste und das zweite davon verschiedene Muster enthält, neben dem Wellenleiter angeordnet und Licht durch die Phasenmaske (36) hindurchgeleitet wird, um die im optischen Medium aufzuzeichnenden Komponentenmuster im Wellenleiter zu erzeugen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Maskenmuster in der Phasenmaske (36) aufeinanderfolgend selektiv belichtet werden.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Brechungsindex-Beugungsgitter in einem optischen Wellenleiter aufgezeichnet wird, der gegenüber der optischen Strahlung lichtempfindlich ist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei es sich bei dem Wellenleiter um eine Lichtleitfaser handelt.

27. Wellenleiter, der ein apodisiertes Brechnungsindex-Beugungsgitter aufweist, das durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erzeugt ist.

28. Optisches Chirp-Filter, das ein Gitter aufweist, das aus einem Gitter einer ersten Komponente und einem überlagerten Gitter einer davon verschiedenen zweiten Komponente zusammengesetzt ist, wobei die Phasendifferenz zwischen den Gittern der ersten und der zweiten Komponente vom Zentrum des Gitters zunimmt, um eine Apodisation des Gitters zu erzeugen, und der effektive Brechungsindex (neff) des optischen Mediums längs des Gitters im wesentlichen konstant ist.

29. Gemultiplextes optisches Kommunikationssystem mit Wellenlängenaufteilung, das eine Sendestation und eine Empfangsstation aufweist, die über einen optischen Wellenleiter miteinander gekoppelt sind, wobei die Empfangsstation mehrere Chirp-Filter nach Anspruch 28 aufweist und jedes Filter so angeordnet ist, daß die Dispersion eines optischen Signals in einem vom Wellenleiter empfangenen unterschiedlichen WDM-Kanal kompensiert wird.