JP2004310120A - 光リミッタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光強度リミッタは、入力光伝送要素と、出力光伝送要素と、入力要素と出力要素の間に配置され、入力要素から出力要素へ光信号を伝送する強度制限要素とを含む。強度制限要素は、所定の光強度レベルを超える光に応答して可逆的熱変化を生じ、これによって強度制限要素の光伝送特性を変化させる、少なくとも1種の材料の粒子を含有する光制限固体混合物を含む。
【選択図】図2
Description
2)光材料の3次磁化率項、ここではn=n0+n2E2(ただし、n0は電界ゼロ(光なし)での屈折率であり、n2は非線形屈折率変化であり、Eは光線の電界強度である)を介する高電界誘起屈折率n変化による、自己焦点合わせまたは自己焦点はずれ。
3)誘起散乱によって制限を行う、極性および非極性溶媒中のカーボンブラックなどのコロイド分散液。
1.本リミッタの動作は受動的であり、外部動力は必要ない。
2.本装置は、高入力で制限を行い、入力が低下または遮断されると元の非制限状態に戻る周期を、多数回(例えば、数千回)動作する。
3.本装置は、広範囲の波長、例えば、可視、800、980、1065、1310、1550nmで活性化させることができる。所望のスペクトル範囲に適合させるには、材料と寸法が少し異なる可能性がある。
4.本装置は、制限閾値より数倍(例えば、x10)高い高強度に耐える。
5.本装置は、応答が比較的速い(例えば、マイクロ秒領域以下)。この応答は、微小容積の間接加熱時間に制約される。
6.本装置は、限界強度より十分低い強度で、スペクトル伝送が高い(例えば、挿入損失1〜2dB)。
7.本装置は、単一または多重モードファイバ用、またはファイバレーザ用のインライン・ファイバ・インサート(パッチコードに類似)としての使用に適している。
以下、詳細に図を具体的に参照するが、強調すべきことは、細部は、単に例として、かつ本発明の好ましい実施形態の例示的説明を目的として図示したものであり、本発明の原理および概念的側面の最も有用で容易に理解できると思われる説明を提供するために提示したものである。この点に関しては、本発明の基本的理解に必要である以上に詳細に、本発明の構造的詳細を図示する試みは行わない。図面についてなされた説明は、いかにすれば本発明の種々の形態を実際に具体化することができるかを、当分野の技術者に明らかにしている。
図9は、図8で説明した光強度制限装置の時間領域応答曲線である。ここでは、上の曲線が装置への入力強度を示し、下の曲線が装置からの出力強度を示している。
2’ 入力ファイバ
2” 出力ファイバ
4 コア
6 被覆
8 ファイバコア
10 光制限固体混合物
12 散乱光
16 フェルール
18 スリーブ
20 外被
22 PC(球面研磨)コネクタ
24 フェルール
26 APC(斜め球面研磨)コネクタ
28 V字状溝の光学台
30 スペーサ
32 案内管
34 主入射光
36 射出光
38 集光レンズ
40 光制限組立体
42 受光レンズ
44 光入口窓部
46 光出口窓部
48 点
50 反射光
52 無限距離からの光線
54 距離Yだけ点48からずれている点
56 光ファイバ部分
Claims (31)
- 入力光伝送要素と、
出力光伝送要素と、
前記入力光伝送要素と前記出力光伝送要素の間に配置され、前記入力光伝送要素から前記出力光伝送要素へ光信号を伝送する強度制限要素とを含む光強度リミッタであって、前記強度制限要素が、所定の光強度レベルを超える光に応答して可逆的熱変化を生じ、これによって前記強度制限要素の光伝送特性を変化させる、少なくとも1種の材料の粒子を含有する光制限固体混合物を含む、光強度リミッタ。 - 前記光制限固体混合物が、光透明母材に分散した光吸収粒子を含む、請求項1に記載の光強度リミッタ。
- 前記光透明母材が高分子材料である、請求項2に記載の光強度リミッタ。
- 前記光透明母材が、ポリメタクリル酸メチルおよびその誘導体、エポキシ樹脂、ガラス、ゾルゲル材料およびスピンオンガラスから構成される群から選択される、請求項2に記載の光強度リミッタ。
- 前記光透明母材が無機ガラス材料である、請求項2に記載の光強度リミッタ。
- 前記光吸収粒子が、Ag、Au、Ni、Va、Ti、Co、Cr、C、Re、SiおよびSmO2から構成される群から選択される少なくとも1種の材料である、請求項2に記載の光強度リミッタ。
- 前記固体混合物が、限られた開口数の光学系に配置されている、請求項1に記載の光リミッタ。
- 前記固体混合物が、2つの物理接触接合コネクタのフェルール先端間に充填されている、請求項7に記載の光リミッタ。
- 前記固体混合物が、2つの裸ファイバの間に一列に充填されている、請求項7に記載の光リミッタ。
- 前記裸ファイバが、V字状溝を使って整合されている、請求項9に記載の光リミッタ。
- 前記裸ファイバが、孔を有するフェルールを使って整合されている、請求項9に記載の光リミッタ。
- 前記裸ファイバが、それぞれ後方反射を低下させるように傾斜した対向する端面を形成している、請求項9に記載の光リミッタ。
- 前記裸ファイバが対向する端面を形成し、前記端面間に所定の距離を設けるために、対向する前記端面の間にスペーサを含む、請求項9に記載の光リミッタ。
- 前記固体混合物が導波管のコア材料となる、請求項1に記載の光リミッタ。
- 閾値を超える所定の強度に露光すると、前記光制限混合物が永久的に不透明になる、請求項1に記載の光強度リミッタ。
- 入力光伝送要素と強度制限要素を通過して、出力光伝送要素へ光信号を伝送する工程と、
所定の光強度レベルを超える光に応答して、前記強度制限要素に可逆的熱変化を生じ、これによって前記強度制限要素の光伝送特性を変化させる工程とを含む、光強度制限方法。 - 前記強度制限要素が、所定の光強度レベルを超える光に応答して可逆的熱変化を生じる少なくとも1種の材料の粒子を含有する光制限固体混合物を含む、請求項15に記載の光強度制限方法。
- 前記光制限固体混合物が、光透明母材に分散した光吸収粒子を含む、請求項16に記載の光強度制限方法。
- 前記光透明母材が高分子材料である、請求項17に記載の光強度制限方法。
- 前記光透明母材が、ポリメタクリル酸メチルおよびその誘導体、エポキシ樹脂を基にしたもの、ガラス、誘導ゾルゲルおよびスピンオンガラスから構成される群から選択される少なくとも1種の材料である、請求項17に記載の光強度制限方法。
- 前記光透明母材が無機ガラス材料である、請求項17に記載の光強度制限方法。
- 前記光吸収粒子が、Ag、Au、Ni、Va、Ti、Co、Cr、C、Re、SiおよびSmO2から構成される群から選択される少なくとも1種の材料である、請求項16に記載の光強度制限方法。
- 前記固体混合物が、限られた開口数の光学系に配置されている、請求項16に記載の光強度制限方法。
- 前記固体混合物が、2つの物理接触接合コネクタのフェルール先端間に充填されている、請求項22に記載の光強度制限方法。
- 前記固体混合物が、2つの裸ファイバの間に一列に充填されている、請求項22に記載の光強度制限方法。
- 前記裸ファイバが、V字状溝を使って整合されている、請求項24に記載の光強度制限方法。
- 前記裸ファイバが、孔を有するフェルールを使って整合されている、請求項24に記載の光強度制限方法。
- 前記裸ファイバが、それぞれ後方反射を低下させるように傾斜した対向する端面を形成している、請求項24に記載の光強度制限方法。
- 前記裸ファイバが対向する端面を形成し、前記端面間に所定の距離を設けるために、対向する前記端面の間にスペーサを含む、請求項24に記載の光強度制限方法。
- 前記固体混合物が導波管のコア材料となる、請求項16に記載の光強度制限方法。
- 閾値を超える所定の強度に露光すると、前記光制限混合物が永久的に不透明になる、請求項16に記載の光強度制限方法。
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