JP2013543112A5

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Info

Publication number: JP2013543112A5
Application number: JP2013528241A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2014-10-16
Anticipated expiration: 2031-09-02

Description

図９Ａ〜図９Ｄは、無損失グレーティングを想定して算出された、パラメータ値がΔｎ＝１．５×１０^−４、Ｌ＝１ｃｍ、およびΛ＝０．３７μｍ（これはおよそ１．０６４μｍのブラッグ波長λ_{Ｂｒａｇｇ}をもたらす）である正弦波ＦＢＧを用いる温度センサの算出特性を示す。図９Ｅ〜図９Ｈは、無損失グレーティングを想定して算出された、Δｎ＝２．０×１０^−４、Ｌ＝２ｃｍ、損失＝１ｍ^−１、およびΛ＝０．５３μｍ（これはおよそ１．５５μｍのブラッグ波長λ_{Ｂｒａｇｇ}をもたらす）である正弦波ＦＢＧを用いる温度センサの算出特性を示す。図９Ａおよび図９Ｅは、２つの温度すなわち室温（３００Ｋ）（図９Ａ〜図９Ｃおよび図９Ｅ〜図９Ｇでは非加熱と表示）で算出された、λ_{Ｂｒａｇｇ}近傍のこのグレーティングのパワー透過を示す。図９Ａ〜図９Ｃに示されるブラッグ波長１．０６４ミクロンの場合、加熱曲線は室温プラスΔＴ＝０．０１℃に相当する。図９Ｅ〜図９Ｇに示されるブラッグ波長１．５５ミクロンの場合、加熱曲線は室温プラスΔＴ＝０．０１℃に相当する。温度変化が非常に小さいので、図９Ａ〜図９Ｃおよび図９Ｅ〜図９Ｇの加熱曲線および非加熱曲線は互いに非常に似ており、グラフでは区別できない。図９Ａ〜図９Ｃおよび図９Ｅ〜図９Ｇは、ブラッグ波長が１．０６４ミクロンの場合および１．５５ミクロンの場合それぞれについて、ＦＢＧパワー透過、位相、および群屈折率の波長依存性を示している。λ_{Ｂｒａｇｇ}の近傍では、ＦＢＧは反射器として作用し、図９Ａおよび図９Ｅに示されるように、その透過はゼロに近いと予測される。反射率が高い、この低透過領域は、ＦＢＧのバンドギャップを概ね構成する。λ_{Ｂｒａｇｇ}＝１．０６４μｍの場合のこのグレーティングのバンドギャップの半値全幅（full width at half maximum）（ＦＷＨＭ）は、図９Ａに示されるように概ね１２６ｐｍであり、λ_{Ｂｒａｇｇ}＝１．５５μｍの場合のＦＷＨＭは、図９Ｅに示されるように概ね２０２ｐｍである。このバンドギャップの外側では、透過は第１の共鳴ピークに達してから振動し、振幅が徐々に減少し、λ_{Ｂｒａｇｇ}からさらに遠ざかる。λ_{Ｂｒａｇｇ}から十分に遠い場所では（図に示される範囲の外側）、透過は漸近的に単位元近くになる。

Claims

光デバイスであって、
ファイバブラッググレーティングを備え、前記ファイバブラッググレーティングは、その長さに沿って実質的に周期的な屈折率変調を含み、前記ファイバブラッググレーティングは、複数の透過ピークを含むパワー透過スペクトルを、波長の関数として有し、前記透過ピークは各々、透過ピーク波長で最大パワーを有し、前記ファイバブラッググレーティングは、群屈折率スペクトルを波長の関数として有し、
第１の光路および第２の光路と光通信する狭帯域光源を備え、前記狭帯域光源は光を発生するように構成され、前記デバイスは光を第１の部分と第２の部分とに分割するように構成され、前記第１の部分は、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿いその中を通って延びる前記第１の光路に沿って、群速度で透過され、
光は、以下の量すなわち（ａ）前記群屈折率スペクトルと前記パワー透過スペクトルの平方根との積、（ｂ）前記群屈折率スペクトルと、１−前記パワー透過スペクトルとの積の傾斜、および（ｃ）前記群屈折率スペクトルと前記パワー透過スペクトルとの積の傾斜のうち１つ以上が最大値となる波長のパワー透過スペクトルの透過ピークの半値全幅の線幅の２０％以内の波長を有する、光デバイス。
前記第１の部分、前記第２の部分、または前記第１および第２の部分双方の光パワーを受けて検出するように構成された少なくとも１つの光検出器をさらに備える、請求項１に記載の光デバイス。
前記第２の部分は前記第２の光路に沿って透過され、前記第２の光路は前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿いその中を通って延びているものではない、請求項２に記載の光デバイス。
前記狭帯域光源、前記第１の光路、および前記第２の光路と光通信する第１のファイバカプラと、
前記少なくとも１つの光検出器、前記第１の光路、および前記第２の光路と光通信する第２のファイバカプラとをさらに備え、前記少なくとも１つの光検出器は、前記第１の部分と前記第２の部分との間の位相差の変化により生じたパワーの変化を検出するように構成される、請求項３に記載の光デバイス。
前記位相差は、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項４に記載の光デバイス。
前記位相差は、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項４に記載の光デバイス。
前記第１のファイバカプラ、第２のファイバカプラ、第１の光路、および第２の光路は、名目上平衡がとれたマッハツェンダー干渉計を形成する、請求項４に記載の光デバイス。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項２に記載の光デバイス。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項２に記載の光デバイス。
前記第２の部分は前記ファイバブラッググレーティングから反射される、請求項２に記載の光デバイス。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項１０に記載の光デバイス。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項１０に記載の光デバイス。
前記実質的に周期的な屈折率変調は、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿い一定の周期を有する、請求項１に記載の光デバイス。
ファイバブラッググレーティングの使用方法であって、
ファイバブラッググレーティングを準備するステップを含み、前記ファイバブラッググレーティングは、その長さに沿って実質的に周期的な屈折率変調を含み、前記ファイバブラッググレーティングは、複数の透過ピークを含むパワー透過スペクトルを、波長の関数として有し、前記透過ピークは各々、透過ピーク波長で最大パワーを有し、前記ファイバブラッググレーティングは、群屈折率スペクトルを波長の関数として有し、
狭帯域光源から光を発生するステップを含み、前記狭帯域光源は、第１の光路および第２の光路と光通信し、光は第１の部分と第２の部分とに分割され、
光の前記第１の部分を、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿いその中を通って延びる前記第１の光路に沿って、群速度で透過させるステップを含み、
光は、以下の量すなわち（ａ）前記群屈折率スペクトルと前記パワー透過スペクトルの平方根との積、（ｂ）前記群屈折率スペクトルと、１−前記パワー透過スペクトルとの積の傾斜、および（ｃ）前記群屈折率スペクトルと前記パワー透過スペクトルとの積の傾斜のうち１つ以上が最大値となる波長のパワー透過スペクトルの透過ピークの半値全幅の線幅の２０％以内の波長を有する、方法。
前記第１の部分、前記第２の部分、または前記第１および第２の部分双方を受けるステップと、
前記第１の部分、前記第２の部分、または前記第１および第２の部分双方の光パワーを検出するステップとをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記第２の部分を前記第２の光路に沿って透過させるステップをさらに含み、前記第２の光路は前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿いその中を通って延びているものではない、請求項１５に記載の方法。
前記狭帯域光源、前記第１の光路、および前記第２の光路と光通信する第１のファイバカプラを準備するステップと、
前記光検出器、前記第１の光路、および前記第２の光路と光通信する第２のファイバカプラを準備するステップとをさらに含み、
前記検出するステップは、前記第１の部分と前記第２の部分との間の位相差を検出するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
前記位相差は、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項１７に記載の方法。
前記位相差は、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項１７に記載の方法。
前記第１のファイバカプラ、第２のファイバカプラ、第１の光路、および第２の光路は、名目上平衡がとれたマッハツェンダー干渉計を形成する、請求項１７に記載の方法。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項１５に記載の方法。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項１５に記載の方法。
前記第２の部分を前記ファイバブラッググレーティングから反射させるステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングに与えられた歪みの量を示す、請求項２３に記載の方法。
前記検出された光パワーは、前記ファイバブラッググレーティングの温度を示す、請求項２３に記載の方法。
前記実質的に周期的な屈折率変調は、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿い一定の周期を有する、請求項１４に記載の方法。
前記実質的に周期的な屈折率変調の周期は、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿って変化し、したがって、前記ファイバブラッググレーティングはチャープグレーティングである、請求項１４に記載の方法。
前記実質的に周期的な屈折率変調の振幅は、前記ファイバブラッググレーティングの長さに沿って変化し、したがって、前記ファイバブラッググレーティングはアポダイズされたグレーティングである、請求項１４に記載の方法。