JP2002510065A - 可変光ファイバ・ブラッグ・長周期グレーティング - Google Patents
可変光ファイバ・ブラッグ・長周期グレーティングInfo
- Publication number
- JP2002510065A JP2002510065A JP2000541550A JP2000541550A JP2002510065A JP 2002510065 A JP2002510065 A JP 2002510065A JP 2000541550 A JP2000541550 A JP 2000541550A JP 2000541550 A JP2000541550 A JP 2000541550A JP 2002510065 A JP2002510065 A JP 2002510065A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- additional layer
- refractive index
- optical filter
- grating
- layer
- 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.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title description 3
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 66
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 claims 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 101100490407 Solanum tuberosum AC71 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000006121 base glass Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0128—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects
- G02F1/0131—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence
- G02F1/0134—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects based on photo-elastic effects, e.g. mechanically induced birefringence in optical waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
- G02F1/0115—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass in optical fibres
-
- 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
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/02085—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
- G02B6/02095—Long period gratings, i.e. transmission gratings coupling light between core and cladding modes
-
- 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
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/0208—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
- G02B6/021—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the core or cladding or coating, e.g. materials, radial refractive index profiles, cladding shape
- G02B6/02104—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the core or cladding or coating, e.g. materials, radial refractive index profiles, cladding shape characterised by the coating external to the cladding, e.g. coating influences grating properties
-
- 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
- G02B6/02076—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
- G02B6/02195—Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for tuning the grating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/365—Non-linear optics in an optical waveguide structure
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
- G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
- G02F2201/307—Reflective grating, i.e. Bragg grating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
Description
関しての調整が可能な光学フィルタに関する。特に、当該フィルタは、光学的若
しくは電気的手段によって好ましくは調整される。
おいて必要不可欠な素子である。このようなフィルタは、選択された波長を加え
たり若しくは取り除く素子として使用されている。したがって、信号を透過する
とともに広帯域ノイズをブロックし、光増幅器のゲインを平坦化し、若しくは予
め選択されたノードに特定波長の信号を送出するために使用できる。より重要な
システムの柔軟性は、ある波長範囲に亘って波長応答が可変であるフィルタを使
用することで達成され得る。
ツェンダー干渉計、多層誘電体フィルムフィルタ及び導波路ブラッグ・長周期・
グレーティングによるフィルタを含むことが知られている。これらのデバイスの
調整は、デバイスの屈折率若しくは寸法を変化させる手段によって達成され得る
。例えば、デバイス全体若しくはその一部分を曲げたり、引張ることでデバイス
に歪みを与えて、寸法及び屈折率の双方に変化を与えることができる。同様の方
法で、寸法若しくは屈折率は、デバイス若しくはその一部分の温度に変化を与え
ることで変化させることができる。電気的な冷却や加熱は、デバイスの熱補償を
施す便利な方法である。それに加えて、光学的若しくは電気的手段が、デバイス
の寸法若しくは屈折率、すなわちデバイスのフィルタリング特性を変化させるた
めに使用され得る。上記のうちでは、後者の手段が、通常、好まれる。すなわち
、機械的若しくは熱的手段によって調整されるデバイスと比較して、フィルタに
高速応答性を与え、より高い信頼性と、デバイスにより高い制御再現性を与える
からである。
導波路の屈折率若しくは分布を周期的に変化させる予め選択された長さを有する
。
は複数回の反射後に位相が元に戻る。ファブリ・ペロー干渉計は、一次元構造共
振の最も単純な例である。横平面導波路で生ずる構造共振において、係る導波路
は、導波路の屈折率よりも低い屈折率の媒体によって包囲されていなければなら
ない。光ファイバの如き円形の導波路において、クラッド/空気若しくはクラッ
ド/外層(ジャケット)界面での全反射のために、構造共振は、クラッド領域内
で生じるのである。光ファイバの場合、通常の伝播方向と実質的に垂直に入射し
た光は、クラッド/空気若しくはクラッド/外層界面によって完全に内部反射さ
れる。そして、特定の波長では、このような多重反射を経た後、干渉して元の位
相に戻るのである。故に、構造共振が生る。(これについての参考文献として、
1988年ニュージャージーのWorld Scientific発行のバーバラ氏(P.W.Barber)及
びチャン氏(R.K.Chang)監修の「Optical Effects Associated With Small Par
ticles」の中のヒル氏(S.C.Hill)及びバーナー氏(R.E.Benner)による「Morp
hology Dependent Resonances」がある)。
得る構造共振の例を示す。この例では、当該層の表面と実質的に直角方向であっ
て、係る層内に光を導入するのにレーザが用いられている。当該層で生じる入射
光の構造共振は、当該層の屈折率の強度依存条件を変化させ、故に、結合された
グレーティングによってフィルタリングされるピーク波長を変化させる。
グレーティングデバイスの制御を与えることで高性能な可変フィルタの要求を満
たす。 本発明の第1の特徴は、少なくとも導波路コアの一部に刻まれたグレーティン
グを有するシングルモード光導波路を含む可変光学フィルタである。この可変デ
バイスは、導波路クラッド層の外表面に与えられる追加層に由来する。当該追加
層は、追加層に作用する制御機構によって、屈折率が変化する材料からなる。こ
の最外層の屈折率を変化させることは、導波路を伝搬する電磁場の境界条件を変
化させる。境界条件のこの変化は、クラッドモードの伝搬定数に影響を及ぼすだ
ろう。コア/クラッド境界面から追加層までの距離によって、追加層の屈折率変
化もコアモードの伝搬定数に影響を及ぼし得る。典型的なシングルモード導波路
の場合、この距離は、約5μmから10μmの範囲内である。グレーティングの共振 波長は、共振モード伝播定数に直接に依存する。したがって、伝搬定数を変化さ
せて、効果的にグレーティングの共振波長を変えたり、効果的にグレーティング
の共振ピークを制御することができるのである。
する。層の屈折率は、層に電圧を付加する手段によって高速且つ高い再現性をも
って変化し得る。印加電圧は、効果的にクラッドモードの伝播定数を変化させて
、故に、グレーティングの共振波長ピークを変化させる。これは、長周期グレー
ティングの1つの実施例である。
くことで、構造共振が追加層に生ずる。入射光の進行方向は、層の長手方向と直
角方向である。構造共振で光強度は、層内にさらに集中するようになる。光強度
は、層の屈折率強度に依存する項を変化させて、クラッドモードの伝播定数を変
化させる。強度依存の項は、非線形屈折率項と共通に称される。屈折率は、n =
n1 +n2Iとして表される。ここで、n1は線形屈折率、Iは光強度である。n2 は、非線形屈折率係数である。グレーティングは、入射光強度を制御することに
よってある波長ピークから他の波長ピークまで効果的に調整される。典型的な光
源は、層の長軸と直角方向へ、追加層に光を導く1つ以上のレーザである。
追加層の変化の効果がより大きくなる。分散シフト導波路の典型的な非線形係数
は、約2.3×10-20 m2/Wである。調整バンドの幅によって計測された追加層の効 果は、相対的により高い非線形係数を有する層材料において高められると推測さ
れる。本発明者は、この時間に少なくとも10-19のオーダーの係数を予測してい る。非線形屈折率係数を増加させるように設計された分布は、本願明細書におい
て引用したものとする係続中の米国仮出願第60/071732号の実施例において検討 されている。典型的調整バンド幅は、約70μmの範囲である。したがって、構造 共振が決定される追加層の好適な実施例は、約10-20から10-19 m2/Wまでの範囲 の非線形係数を有する材料からなる追加層である。
スから成る。色素添加されたこの種のガラスの屈折率は、直角方向に光をガラス
に入射させることによって変化させ得る。これによってフィルタの波長を調整す
る。 導波路を伝搬する信号光と直角方向から入射してくる光の相互作用を避けるた
め、構造共振若しくは色素との相互作用による手段で追加層の屈折率を変化させ
るために使用される光の波長は、光通信システムの操作バンドである約1300nmか
ら1700nmの範囲の外側であることが好ましい。
えば、柔らかいポリマー材料である。材料の密度、すなわち材料の屈折率は、材
料に電圧を加えることで変化させることが出来る。そして、異なる共振波長にグ
レーティングを調整する。 新規な可変フィルタの第1の特徴の実施例において、上記の如く、その伝搬定
数を変化させるために追加層の境界は、コアを伝搬するモードに十分に近く、グ
レーティング周期はブラッグ・グレーティングの屈折率と同じになるように選択
され得る。
外層は、クラッドモードの伝搬定数βcl及びコアモードの伝搬定数βcの差は、 モード間の共振を定義する条件式βcl −βc= 2π/Λgで表されるように選択さ
れた周期Λgのグレーティングを含む。故に、フィルタはβclを変化させること で調整することができる。βclは、上記手段のいずれであっても追加層の屈折率
を変えて変化させ得る。
・グレーティングとして適当な定数Λgとして選択され得る。決定される共振は 、式βr−βc=2π/Λbによって定められ、ここで、βrは、反射モードである
。この特徴において、フィルタはβcを変化させることで調整される。したがっ
て、コアモードと追加層/クラッド層境界の間で相互作用を許容するのに十分に
小さい厚さがクラッド層の厚さとして好ましくは選択される。そして、βcは、 上記第1若しくは第2の本発明の特徴において示された手段のいずれであっても
、追加層の屈折率を変化させることで変化させ得るのである。
クでは、波長若しくは波長バンドをフィルタリングするための有効な手段を必要
とする。さらに多くの場合、これらは、例えば、ノードへの双方向通信若しくは
マルチチャンネル送信を含み、透過若しくはフィルタリングされた波長は、時間
とともに変化するのである。したがって、波長特性の変化し得る、すなわち、適
度にバンド幅の広い波長に亘って調整できるフィルタを必要とする。本発明の可
変バンド幅は、約70μmの範囲内である。
共振波長を変化させる手段と共に使用されて、この種の可変波長フィルタを与え
る。共振波長は、グレーティングの寸法(レングス)、例えば高低の屈折率領域
の間隔(サブレングス)を変えることで変化させることができる。選択肢として
、共振波長は、グレーティングを含むベースガラスの屈折率を変化させて変える
ことができる。故に、導波路グレーティングは、応力を導波路に与えて、その屈
折率を変化させることで調整できる。また、温度による屈折率変化を共振条件を
変化させるために使用してもよい。しかしながら、応答時間が重要である場合、
若しくは高度な信頼性及び再現性を必要とする場合では、グレーティングの機械
的若しくは熱的な調整以外の調整が必要である。本発明による新規な可変グレー
ティングは、導波路の予め選択されたモードの伝搬定数を変化させることによっ
て、グレーティングの共振を変化させる。導波路の伝搬定数は、導波路の特定の
幾何及びその材料に合わせた境界条件を使用したポテンシャルに対する波動方程
式を解くことによって見出される。例えば、コア、クラッド及びコーティングを
有する導波路ファイバの場合、波動方程式は、円柱座標系で書けて、解となる場
及びその第1の派生項が、コア/クラッド及びクラッド/コーティングの界面で
通常の条件を満たすように解くことができる。コーティングは、他のガラス若し
くはポリマーであってもよい。また、ガラス若しくはポリマーの追加層は、導波
路を機械的ダメージから保護するために加えられ得る。若しくは、追加の所望の
特性を導波路に与えることができる。
の間で起こる場合、グレーティングは、ブラッグ・グレーティングとして構成さ
れ得る。一方で、共振が、導波路コアを前方に向かって伝搬する波と導波路クラ
ッドを前方に向かって伝播する波との間で起こる場合、グレーティングは長周期
間隔を有し得る。換言すれば、同じ方向に伝搬するコアモードとクラッドモード
との間で共振は生じる。この後者の場合の共振条件は、コア及びクラッドモード
の伝搬定数の差がグレーティング周期の逆数を2π倍したものに等しいときであ
る。すなわち、βcl−βc=2π/Λgである。ここで、βは、クラッド及びコア
モードの伝搬定数、Λgは、グレーティング周期である。
させて調整され得る。類似の共振条件を有するブラッグ・グレーティングは、コ
アモード伝搬定数を変化させることで調整され得る。高速応答時間を有し且つ高
い信頼性と高い再現性を有する可変フィルタを与える課題は、導波路のコア若し
くはクラッドモード伝搬定数を変化させる高速且つ信頼性の高い手段を見出す課
題を減少させてきた。外側層の屈折率を変化させることは、導波路における場を
記述する波動方程式の解に変化を与え、故に、導波路の特定の領域、すなわちコ
ア若しくはクラッド若しくは両方を伝搬するモードと関連した伝搬定数を変化さ
せる。
長に対する導波路の伝送特性のチャートである。破線4は、導波路に長周期グレ
ーティングを形成して生じたフィルタ効果を示す。曲線4は、外側クラッド表面
が空気と境界を有する場合における計測結果である。さらに、グレーティングを
含む導波路を水に沈めて伝送曲線6が計測された。曲線4のフィルタリングされ
た波長と比べて、約2nm下方へ波長がシフトした外側クラッド表面の屈折率変化
を有することに注意されたい。
較して大きいので、コアモードの伝搬定数は、外側クラッド表面の境界条件の変
化に実質的に影響を受けなかった。屈折率の変化は、1つ以上のクラッドモード
の伝搬定数に変化を与えて、グレーティングの共振波長を変化させる。このシフ
トは、図1のインセット8により明瞭に見ることができる。より低い波長の共振
10では、明瞭なシフトがないので、屈折率変化は単一クラッドモードに影響を及
ぼすだろう。
て、クラッド層14に包囲されたコア領域12を示す。追加層16は、クラッド層14の
外表面に形成される。ここにおいて追加層16の屈折率の変化は、伝搬場の境界条
件を変化させて、グレーティングの伝搬定数及び共振波長を変化させるのである
。追加層16の屈折率変化量及び層16とコア12との間隔に依存して、追加層16の屈
折率変化がクラッドモードと同様にコアの伝搬定数を変化させ得る。ここで断面
図は、スケール通りに示されていないことを理解されたい。
形コア19は、クラッド層20に埋め込まれている。クラッド層20のモード伝搬定数
は、追加層22の屈折率を変化させることで変化する。前述の如く、クラッドモー
ドへの追加層の影響は、屈折率変化量に依存する。コアモードへの追加層の影響
は、屈折率変化量及びコア19と追加層22の間隔に依存する。
において、若しくはクラッド層が形成された後にエッチング若しくは削りだし若
しくは他の方法によってクラッド層の厚さを減じることができる。コアモードに
追加層が影響を及ぼすためには、コア/クラッド界面とクラッド/追加層界面と
の間隔は、約5μmから10μmの範囲内である。
された。図3において、そのレングス(長さの一部)に沿って電気回路24で印加
される電圧を負荷された追加層16を示す。材料の適当な選択を与えられて、印加
電圧の変化とともに層16の屈折率が変化する。屈折率の変化は、クラッド外部表
面での境界条件を順次、変化させて、1つ以上のクラッド若しくはコアモードの
伝搬定数を変化させて可変グレーティングを与える。追加層16の長手方向へ印加
された電圧について異なった方向からこれを見ると、図4の回路26として示され
る。
示されている。本実施例において、クラッド層14と追加層16の屈折率の差は、追
加層の外表面に入射し、追加層で屈折する光が全反射を生じるのに十分に大きい
。前述のように、構造共振は、光強度を追加層16に集中させて、追加層の非線形
屈折率を変化させる。これによって与えられる可変グレーティングを線28によっ
て図示した。グレーティングの個々のセグメントは、左右対称に交互に形成され
る必要はない点に注意されたい。グレーティングレングスに沿って幅広い屈折率
包絡線を重畳することを含むアポダイゼーション技術が使用され得る。図4の光
源30は、例えば、追加層に沿って均一に光強度を計量して分配し得る光学素子32
を通過し得る。光源30は、例えばレーザである。光源及び追加層間の光学素子は
、図4の34によって図示される如きレンズであってもよい。
らに図示されている。クラッド層14は、層16の内面に接する。屈折率線図、すな
わち半径対屈折率の図5のチャート図の36、38及び39に示すように、クラッド層
は、層16の屈折率と等しいか、これよりも小さい、若しくはより大きい屈折率を
有することができる。層16の外表面に曝されている材料若しくは真空の屈折率は
、層16の屈折率未満の屈折率を有していなければならない。コア領域12の高めら
れた屈折率は、屈折率線図の曲線40として示される。屈折率の光強度依存部分は
、曲線42として示される。この場合において、クラッド層の屈折率は、水平部分
44として示される。
ろう。例えば、追加層16は、圧電ポリマーであってもよい。電圧は、ポリマー層
全体に印可されても良く、その屈折率を変化させ、光源を使用した構造共振が、
さらに使用されてもよい。 本発明の特定の実施例が上述の如く開示及び記載されているが、本発明は以下
の特許請求の範囲のみによって制限される。
ャート図である。
方向の断面図である。
路の断面図である。
Claims (30)
- 【請求項1】 コアレングスを有するコア領域と前記コア領域に隣接するクラ
ッド層とからなる光導波路であって、前記コアレングスは、前記コアレングスの
少なくとも一部分を形成する一連の隣接するサブレングス群を含み、前記一連の
サブレングス群は、交互に高低の屈折率を有してグレーティングを形成し、前記
グレーティングは、任意のアポダイゼーション包絡線を有する、シングルモード
光導波路と、 前記グレーティングを形成する前記サブレングス群の少なくとも一部分に亘っ
て、前記クラッド層に隣接して延在し且つある屈折率を有する材料からなる追加
層と、 前記追加層の屈折率を変化させる手段と、からなることを特徴とする可変光学
フィルタ。 - 【請求項2】 前記グレーティングは、長周期グレーティングであることを特
徴とする請求項1記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項3】 前記追加層は、電子光学材料であって、前記追加層の屈折率を
変化させる手段は、前記追加層全体に電圧を印加する手段であることを特徴とす
る請求項2記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項4】 前記電子光学材料は、LiNbO3であることを特徴とする請求項3
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項5】 前記追加層は、光強度依存屈折率を有する材料からなり、前記
追加層の外表面は、前記追加層の屈折率未満の屈折率の材料に包囲されて前記追
加層に構造共振を与え、前記構造共振は、前記追加層が伸長する方向と直角方向
であって前記追加層へ光源を向けることで誘起されることを特徴とする請求項2
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項6】 前記追加層は、約10-20から10-19の範囲内の非線形定数を有す
る材料からなることを特徴とする請求項5記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項7】 前記追加層は、色素添加された石英ガラスからなり、前記追加
層の屈折率を変化させる手段は、前記追加層が伸長する方向と直角方向であって
追加層へ入射するレーザ光を含み、前記レーザの波長は、前記色素と相互作用を
するように選択されることを特徴とする請求項2記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項8】 前記レーザ光の前記波長は、光通信システムの動作バンドであ
る約1300nmから1700nmの波長範囲の外であることを特徴とする請求項7記載の可
変光学フィルタ。 - 【請求項9】 前記追加層は、圧電効果を呈するポリマーであって、前記追加
層の屈折率を変化させる手段は、前記ポリマー全体に電位を与えて密度を変化さ
せることを特徴とする請求項2記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項10】 前記グレーティングは、ブラッグ・グレーティングであること
を特徴とする請求項1記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項11】 前記追加層は、約10-20から10-19の範囲よりも大なる非線形定
数を有する材料からなることを特徴とする請求項10記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項12】 コアレングスを有するコア領域と前記コア領域に接するクラッ
ド層とからなる光導波路であって、前記コア領域は、前記コアレングスの少なく
とも一部分を形成する一連のサブレングス群を含み、前記一連のサブレングス群
は、交互に高低の屈折率を有し且つ周期Λgを有するグレーティングを形成し、 前記グレーティングは、任意のアポダイゼーション包絡線を有し、前記コアは、
関連した伝搬定数βcを有し、前記クラッド層は、関連した伝搬定数βclを有し 、βcl−βc = 2π/Λgである光導波路と、 前記βclを変化させる手段と、からなることを特徴とする可変光学フィルタ。 - 【請求項13】 前記βclを変化させる手段は、前記グレーティングを形成する
前記サブレングス群の少なくとも一部分に亘って前記クラッド層に隣接して延在
し且つある屈折率を有する材料からなる追加層と、 前記追加層の屈折率を変化させる手段と、からなることを特徴とする請求項12
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項14】 前記追加層は、電子光学材料であって、前記追加層の屈折率を
変化させる手段は、前記追加層全体に電圧を印加する手段であることを特徴とす
る請求項13記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項15】 前記電子光学材料は、LiNbO3であることを特徴とする請求項14
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項16】 前記追加層は、光強度依存屈折率を有する材料からなり、前記
追加層の外表面は、前記追加層の屈折率未満の屈折率の材料に包囲されて前記追
加層に構造共振を与え、前記構造共振は、前記追加層が伸長する方向と直角方向
であって前記追加層へ光源を向けることで誘起されることを特徴とする請求項13
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項17】 前記追加層は、約10-20から10-19の範囲内の非線形定数を有す
る材料からなることを特徴とする請求項16記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項18】 前記追加層は、色素添加された石英ガラスからなり、前記追加
層の屈折率を変化させる手段は、前記追加層が伸長する方向と直角方向であって
追加層へ入射したレーザ光であり、前記レーザの波長は、前記色素と相互作用を
するように選択されることを特徴とする請求項13記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項19】 前記レーザ光の前記波長は、光通信システムの動作バンドであ
る約1300nmから1700nmの波長範囲の外であることを特徴とする請求項18記載の可
変光学フィルタ。 - 【請求項20】 前記追加層は、圧電効果を呈するポリマーであって、前記追加
層の屈折率を変化させる手段は、前記ポリマーに電位を与えて密度を変化させる
ことを特徴とする請求項13記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項21】 コアレングスを有するコア領域と前記コアに隣接して界面を形
成するクラッド層とからなる光導波路であって、前記コア領域は、前記コアレン
グスの少なくとも一部分を形成する一連の隣接するサブレングス群を有し、前記
一連のサブレングス群は、交互に高低の屈折率を有し且つ周期Λbを有するグレ
ーティングを形成し、前記グレーティングは、任意のアポダイゼーション包絡線
を有する光導波路であって、前記コアは、前記導波路の第1の方向へ伝搬する光
についての関連した伝搬定数βcと、関連した伝搬定数βrと、を有し、βr−βc = 2π/Λbである光導波路と、 前記βcを変化させる手段と、からなることを特徴とする可変光学フィルタ。 - 【請求項22】 前記βcを変化させる手段は、 クラッド層/追加層界面を形成するように、前記クラッド層に隣接し且つ前記
グレーティングを形成する前記一連のサブレングス群の少なくとも一部分に亘り
前記クラッド層に沿って延在して、厚さを有し且つある屈折率を有する材料から
なる追加層と、 前記追加層の屈折率を変化させる手段と、からなり、 前記追加層の屈折率の変化がβcの変化を生じるように前記クラッド層の厚さ が予め選択されていることを特徴とする請求項21記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項23】 前記追加層は、電子光学材料であって、前記追加層の屈折率を
変化させる手段は、前記追加層全体に電圧を印加する手段であることを特徴とす
る請求項22記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項24】 前記電子光学材料は、LiNbO3であることを特徴とする請求項23
記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項25】 前記追加層は、前記クラッド層の屈折率よりも十分に低い屈折
率を有する材料からなり前記追加層に構造共振を与え、前記構造共振は、前記追
加層が伸長する方向と直角方向であって前記追加層にレーザ光線を導くことで誘
起されることを特徴とする請求項22記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項26】 前記追加層は、約10-20から10-19の範囲内の非線形定数を有す
る材料からなることを特徴とする請求項27記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項27】 前記追加層は、色素添加された石英ガラスからなり、前記追加
層の屈折率を変化させる手段は、前記追加層が伸長する方向と直角方向であって
前記追加層に入射するレーザ光であることを特徴とする請求項22記載の可変光学
フィルタ。 - 【請求項28】 前記レーザ光波長は、光通信システムの動作バンドである約13
00nmから1700nmの波長範囲の外であることを特徴とする請求項27記載の可変光学
フィルタ。 - 【請求項29】 前記追加層は、圧電効果を呈するポリマーであり、前記追加層
の屈折率を変化させる手段は、前記ポリマー全体に電位を与えてその密度を変化
させることを特徴とする請求項22記載の可変光学フィルタ。 - 【請求項30】 コア/クラッド界面とクラッド/追加層界面との間隔は、約5 μmから10μmの範囲内であることを特徴とする請求項22記載の可変光学フィルタ
。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US7987398P | 1998-03-30 | 1998-03-30 | |
US60/079,873 | 1998-03-30 | ||
PCT/US1999/005570 WO1999050699A1 (en) | 1998-03-30 | 1999-03-16 | Tunable optical fiber bragg and long period grating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002510065A true JP2002510065A (ja) | 2002-04-02 |
JP4504561B2 JP4504561B2 (ja) | 2010-07-14 |
Family
ID=22153351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000541550A Expired - Fee Related JP4504561B2 (ja) | 1998-03-30 | 1999-03-16 | 可変光ファイバ・ブラッグ・長周期グレーティング |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6498877B1 (ja) |
EP (1) | EP1075668A4 (ja) |
JP (1) | JP4504561B2 (ja) |
CN (1) | CN1292884A (ja) |
AU (1) | AU3185999A (ja) |
CA (1) | CA2318905A1 (ja) |
TW (1) | TW417028B (ja) |
WO (1) | WO1999050699A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6603902B1 (en) * | 1999-10-26 | 2003-08-05 | Bti Photonics Inc. | Wavelength selective variable reflector |
DE10004384C2 (de) * | 2000-02-02 | 2003-04-03 | Daimler Chrysler Ag | Anordnung und Verfahren zur Erfassung von Dehnungen und Temperaturen und deren Veränderungen einer auf einem Träger, insbesondere einem aus Metall, Kunststoff oder Keramik bestehenden Träger, applizierten Deckschicht |
US20020109907A1 (en) * | 2000-11-30 | 2002-08-15 | Paul Chen | Dynamic gain slope compensator |
GB0122546D0 (en) * | 2001-09-19 | 2001-11-07 | Univ Cranfield | Optical fibre long period grating with thin film overlays |
FR2838525B1 (fr) * | 2002-04-15 | 2004-07-09 | Cit Alcatel | Filtre egaliseur de gain dynamique |
US6621948B1 (en) * | 2002-06-04 | 2003-09-16 | Raytheon Company | Apparatus and method for differential output optical fiber displacement sensing |
US6928199B2 (en) * | 2002-09-10 | 2005-08-09 | Photintech Inc. | Tunable optical device for dynamic chromatic dispersion and polarization mode dispersion compensation |
WO2005114170A1 (en) | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Mds Inc., Doing Business Through Its Mds Sciex Division | Frontal affinity chromatography/maldi tandem mass spectrometry |
US7437035B2 (en) * | 2005-06-07 | 2008-10-14 | Princetown Lightwave Inc. | Systems and methods for supplying a distributed light source |
US7324732B2 (en) * | 2005-10-21 | 2008-01-29 | Fanasys, Llc | Lithium niobate coated optical fiber apparatus and method |
DE102005056225B4 (de) * | 2005-11-25 | 2008-12-18 | Petter, Jürgen | Elektro-optischer Sensor und Verfahren zur Bestimmung physikalischer Eigenschaften einer Zielsubstanz über deren Brechungsindex |
CN102495023B (zh) * | 2011-11-22 | 2013-09-25 | 电子科技大学 | 采用光纤传感技术测定液体介质折射率的方法 |
US9513433B2 (en) | 2014-12-29 | 2016-12-06 | Ks Photonics Inc. | Apparatus for generating long-period gratings in optical fiber |
CN104764926B (zh) * | 2015-04-30 | 2017-09-29 | 安徽大学 | 一种基于套嵌光纤光栅的光纤电流传感器及其电流检测方法 |
EP3546903A3 (en) * | 2018-03-09 | 2020-01-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light filter and spectrometer including the same |
CN113189696A (zh) | 2020-01-14 | 2021-07-30 | 华为技术有限公司 | 一种光纤滤波器以及光纤放大器 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05502951A (ja) * | 1989-12-26 | 1993-05-20 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション | 可変光ファイバーブラッグフィルター構造 |
JPH06160655A (ja) * | 1992-08-14 | 1994-06-07 | Telefon Ab L M Ericsson | 同調可能な光フアイバ |
US5647039A (en) * | 1995-12-14 | 1997-07-08 | Lucent Technologies Inc. | Optical switching system and devices using a long period grating |
US5694501A (en) * | 1994-11-02 | 1997-12-02 | Electrophotonics Corporation | Apparatus and method of bragg intra-grating strain control |
US5699468A (en) * | 1996-06-28 | 1997-12-16 | Jds Fitel Inc. | Bragg grating variable optical attenuator |
US5726785A (en) * | 1995-02-28 | 1998-03-10 | France Telecom | Optical add-drop multiplexer using optical circulators and photoinduced Bragg gratings |
US6058226A (en) * | 1997-10-24 | 2000-05-02 | D-Star Technologies Llc | Optical fiber sensors, tunable filters and modulators using long-period gratings |
US6366721B1 (en) * | 1999-11-04 | 2002-04-02 | Industrial Technology Research Institute | Tunable optical fiber grating |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5812711A (en) * | 1997-01-29 | 1998-09-22 | Lucent Technologies Inc. | Magnetostrictively tunable optical fiber gratings |
-
1999
- 1999-03-16 US US09/623,406 patent/US6498877B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-16 EP EP99913881A patent/EP1075668A4/en not_active Withdrawn
- 1999-03-16 CN CN99803657.9A patent/CN1292884A/zh active Pending
- 1999-03-16 CA CA002318905A patent/CA2318905A1/en not_active Abandoned
- 1999-03-16 JP JP2000541550A patent/JP4504561B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-03-16 WO PCT/US1999/005570 patent/WO1999050699A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-03-16 AU AU31859/99A patent/AU3185999A/en not_active Abandoned
- 1999-03-29 TW TW088105081A patent/TW417028B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05502951A (ja) * | 1989-12-26 | 1993-05-20 | ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション | 可変光ファイバーブラッグフィルター構造 |
JPH06160655A (ja) * | 1992-08-14 | 1994-06-07 | Telefon Ab L M Ericsson | 同調可能な光フアイバ |
US5694501A (en) * | 1994-11-02 | 1997-12-02 | Electrophotonics Corporation | Apparatus and method of bragg intra-grating strain control |
US5726785A (en) * | 1995-02-28 | 1998-03-10 | France Telecom | Optical add-drop multiplexer using optical circulators and photoinduced Bragg gratings |
US5647039A (en) * | 1995-12-14 | 1997-07-08 | Lucent Technologies Inc. | Optical switching system and devices using a long period grating |
US5699468A (en) * | 1996-06-28 | 1997-12-16 | Jds Fitel Inc. | Bragg grating variable optical attenuator |
US6058226A (en) * | 1997-10-24 | 2000-05-02 | D-Star Technologies Llc | Optical fiber sensors, tunable filters and modulators using long-period gratings |
US6366721B1 (en) * | 1999-11-04 | 2002-04-02 | Industrial Technology Research Institute | Tunable optical fiber grating |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1075668A4 (en) | 2004-07-28 |
CN1292884A (zh) | 2001-04-25 |
JP4504561B2 (ja) | 2010-07-14 |
AU3185999A (en) | 1999-10-18 |
CA2318905A1 (en) | 1999-10-07 |
TW417028B (en) | 2001-01-01 |
US6498877B1 (en) | 2002-12-24 |
WO1999050699A1 (en) | 1999-10-07 |
EP1075668A1 (en) | 2001-02-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4631089B2 (ja) | Wdm光通信システム用のチューナブルエッチング回折格子 | |
US5818986A (en) | Angular Bragg reflection planar channel waveguide wavelength demultiplexer | |
JP4504561B2 (ja) | 可変光ファイバ・ブラッグ・長周期グレーティング | |
US6430342B1 (en) | Fiber grating and fiber optic devices using the same | |
US5341444A (en) | Polarization compensated integrated optical filters and multiplexers | |
KR910000718B1 (ko) | 광 파이버 | |
EP1832904B1 (en) | Dispersion compensation element | |
EP0985941B1 (en) | Reconfigurable optical fiber grating with enhanced temperature sensitivity cladding | |
EP0829740A2 (en) | Mode coupling optical waveguide grating | |
JPH10332957A (ja) | 光学導波路デバイスの製造方法 | |
WO2001033268B1 (en) | Differential waveguide pair | |
KR20070062602A (ko) | 가로방향 폐순환 공진기 | |
JP2000137197A (ja) | 調整可能なチャ―プを有する光回折格子デバイス | |
EP1065534A1 (en) | Phase adjuster using slotted, concatenated waveguides and thermo-optic or electro-optic inserts | |
EP0990185A1 (en) | Multi-band-pass filter | |
Amiri et al. | Fast and slow light generated by surface plasmon wave and gold grating coupling effects | |
US7515804B2 (en) | Optical waveguide device | |
US6516118B1 (en) | Optical fiber suitable for producing doped-fiber amplifier gain equalizing filters | |
Mao et al. | An ARROW optical wavelength filter: design and analysis | |
Daneshmandi et al. | Characteristics of new hybrid plasmonic Bragg reflectors based on sinusoidal and triangular gratings | |
JP4575531B2 (ja) | 光等化器 | |
JP2001512244A (ja) | 格子利用型カプラデバイス | |
JP5193585B2 (ja) | 光導波路型波長分散補償デバイスとその製造方法 | |
WO2009081901A1 (ja) | 光導波体及びその製造方法並びにこの光導波体を備えた光デバイス | |
US20020093995A1 (en) | Electro-optically tunable external cavity mirror for a narrow linewidth semiconductor laser |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060302 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081111 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090210 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090303 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090526 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090915 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20091208 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091215 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100311 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100330 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100423 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |