JPH08248229A - 長周期の回折格子を使用した光タッピング・フィルター - Google Patents
長周期の回折格子を使用した光タッピング・フィルターInfo
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- JPH08248229A JPH08248229A JP8036015A JP3601596A JPH08248229A JP H08248229 A JPH08248229 A JP H08248229A JP 8036015 A JP8036015 A JP 8036015A JP 3601596 A JP3601596 A JP 3601596A JP H08248229 A JPH08248229 A JP H08248229A
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- optical
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- cores
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- 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
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
- G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
- G02B6/29334—Grating-assisted evanescent light guide couplers, i.e. comprising grating at or functionally associated with the coupling region between the light guides, e.g. with a grating positioned where light fields overlap in the coupler
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光通信システムの中で多重化された信号を分
離するためのフィルターとして、また分離回路として使
用することのできる素子を実現する。 【解決手段】 光フィルターは、軸の方向に伸展してい
るコアが共通のクラッドの内部で密接な間隔をあけられ
た結合領域を備えている複数の光ファイバーから構成さ
れる。結合領域は、選択された波長の光を誘導モードか
ら非誘導モードに選択的に移動するために長周期の回折
格子を含む。これらの非誘導モードは隣接のコアによっ
てピックアップされ、このように、選択された波長の光
は一つコアから他のコアに移動される。結果は、分離回
路やタッピング素子に特に役に立つ光フィルターであ
る。一つ実施例の中で回折格子は、複数のコアの内の一
つの中で形成される。別の実施例の中で、共通のクラッ
ドの中で形成される。
離するためのフィルターとして、また分離回路として使
用することのできる素子を実現する。 【解決手段】 光フィルターは、軸の方向に伸展してい
るコアが共通のクラッドの内部で密接な間隔をあけられ
た結合領域を備えている複数の光ファイバーから構成さ
れる。結合領域は、選択された波長の光を誘導モードか
ら非誘導モードに選択的に移動するために長周期の回折
格子を含む。これらの非誘導モードは隣接のコアによっ
てピックアップされ、このように、選択された波長の光
は一つコアから他のコアに移動される。結果は、分離回
路やタッピング素子に特に役に立つ光フィルターであ
る。一つ実施例の中で回折格子は、複数のコアの内の一
つの中で形成される。別の実施例の中で、共通のクラッ
ドの中で形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信装置、さ
らに詳細には、長周期の回折格子を使用する光フィルタ
ーに関する。
らに詳細には、長周期の回折格子を使用する光フィルタ
ーに関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバー通信システムは、情報の高
速大容量伝送の中でますます重要になってきている。典
型的なファイバー通信システムは、光入力信号源、該信
号源に接続された一定長の光ファイバー、および該ファ
イバーに接続された光信号の受信器から構成される。光
ファイバーは本質的に、第二の(下位の)屈折率を有す
るクラッドに囲まれている第一の屈折率を有するコアに
よって特徴づけられた直径の小さな導波路である。臨界
角度以下の角度でコアに侵入する光線は、ファイバーの
コア内部で全反射を受ける。これらの光線は、ファイバ
ーの軸に沿って誘導モードで最小限の減衰で送信され
る。
速大容量伝送の中でますます重要になってきている。典
型的なファイバー通信システムは、光入力信号源、該信
号源に接続された一定長の光ファイバー、および該ファ
イバーに接続された光信号の受信器から構成される。光
ファイバーは本質的に、第二の(下位の)屈折率を有す
るクラッドに囲まれている第一の屈折率を有するコアに
よって特徴づけられた直径の小さな導波路である。臨界
角度以下の角度でコアに侵入する光線は、ファイバーの
コア内部で全反射を受ける。これらの光線は、ファイバ
ーの軸に沿って誘導モードで最小限の減衰で送信され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】送信された光パルスの
スペクトル特性を形成するために光フィルターが使用さ
れ、また種々の波長で種々の信号を大量に送信するため
にマルチプレクサが使用される。本発明は、光通信シス
テムの中で多重化された信号を分離するためのフィルタ
ーとして、また分離回路として使用することのできる素
子を実現する。
スペクトル特性を形成するために光フィルターが使用さ
れ、また種々の波長で種々の信号を大量に送信するため
にマルチプレクサが使用される。本発明は、光通信シス
テムの中で多重化された信号を分離するためのフィルタ
ーとして、また分離回路として使用することのできる素
子を実現する。
【0004】
【課題を解決するための手段】光フィルターは、軸の方
向に伸展しているコアが共通のクラッドの内部で密接し
て配置される結合領域を有する複数の光ファイバーから
構成される。結合領域は、選択された波長の光を誘導モ
ードから非誘導モードに選択的に移動するための長周期
の回折格子を含む。これらの非誘導モードは隣接のコア
によってピックアップされる。選択された波長の光はこ
のようにして一つコアから他のコアに移動される。この
結果は、分離回路やタッピング素子として特に有用な光
フィルターである。一つ実施例の中では、回折格子は複
数のコアの内の一つの中で形成される。別の実施例の中
では、それは共通のクラッドの中で形成される。
向に伸展しているコアが共通のクラッドの内部で密接し
て配置される結合領域を有する複数の光ファイバーから
構成される。結合領域は、選択された波長の光を誘導モ
ードから非誘導モードに選択的に移動するための長周期
の回折格子を含む。これらの非誘導モードは隣接のコア
によってピックアップされる。選択された波長の光はこ
のようにして一つコアから他のコアに移動される。この
結果は、分離回路やタッピング素子として特に有用な光
フィルターである。一つ実施例の中では、回折格子は複
数のコアの内の一つの中で形成される。別の実施例の中
では、それは共通のクラッドの中で形成される。
【0005】
【発明の実施の形態】図面を参照すると、図1は結合領
域9に沿って接合された複数の光ファイバー7と8から
構成される光フィルター素子10の第一の実施例の概略
の断面図である。結合領域の中で、軸の方向に伸展して
いる導波路コア11と12は、共通のクラッド13の内
部で密接して配置されている。コアとコアの間の好まし
い中心間距離は、コアの直径の10倍以下(複数のコア
の直径が等しくない場合はコア直径の平均値の10倍以
下)である。複数のコアの内の一つ(ここではコア1
2)は、選択された波長の光を誘導モードから非誘導モ
ードに選択的に移動する長周期の回折格子14を含む。
二つのコアの間の結合のため、コア12の中で誘導モー
ドから移動された光の多くはコア11に結合され、ここ
で誘導モードに吸収される。都合のよいことに、該素子
は少くとも3個のポート15、16、17を備えてい
る。典型的な動作では、光入力パルスは、回折格子コア
12に連続するコア領域を有するポート15を通して該
素子に入る。コア11に連続するポート16から一つの
出力を取り出すことができ、コア12に連続するポート
17から他の出力を取り出すことができる。2個のコア
による素子が図1で示されている一方、同様の素子が3
個以上のコアを使用して製造できることが認識されるで
あろう。
域9に沿って接合された複数の光ファイバー7と8から
構成される光フィルター素子10の第一の実施例の概略
の断面図である。結合領域の中で、軸の方向に伸展して
いる導波路コア11と12は、共通のクラッド13の内
部で密接して配置されている。コアとコアの間の好まし
い中心間距離は、コアの直径の10倍以下(複数のコア
の直径が等しくない場合はコア直径の平均値の10倍以
下)である。複数のコアの内の一つ(ここではコア1
2)は、選択された波長の光を誘導モードから非誘導モ
ードに選択的に移動する長周期の回折格子14を含む。
二つのコアの間の結合のため、コア12の中で誘導モー
ドから移動された光の多くはコア11に結合され、ここ
で誘導モードに吸収される。都合のよいことに、該素子
は少くとも3個のポート15、16、17を備えてい
る。典型的な動作では、光入力パルスは、回折格子コア
12に連続するコア領域を有するポート15を通して該
素子に入る。コア11に連続するポート16から一つの
出力を取り出すことができ、コア12に連続するポート
17から他の出力を取り出すことができる。2個のコア
による素子が図1で示されている一方、同様の素子が3
個以上のコアを使用して製造できることが認識されるで
あろう。
【0006】長周期の回折格子14は、周期的な距離Λ
の間隔をあけられた幅wの複数の屈折率の摂動から構成
されており、ここでΛは典型的に、50μm≦Λ≦15
00μmである。都合がよいのは、1/5・Λ≦w≦4
/5・Λであり、より好ましくはw=1/2・Λであ
る。摂動はファイバーのガラス・コアの内部で形成され
て、好ましくはファイバーの長手方向に、角度θ(2°
≦θ≦90°)を形成する。ファイバーは、中心波長を
およそλ0 に置く広帯域の光を送信するように設計され
る。
の間隔をあけられた幅wの複数の屈折率の摂動から構成
されており、ここでΛは典型的に、50μm≦Λ≦15
00μmである。都合がよいのは、1/5・Λ≦w≦4
/5・Λであり、より好ましくはw=1/2・Λであ
る。摂動はファイバーのガラス・コアの内部で形成され
て、好ましくはファイバーの長手方向に、角度θ(2°
≦θ≦90°)を形成する。ファイバーは、中心波長を
およそλ0 に置く広帯域の光を送信するように設計され
る。
【0007】摂動の間隔Λは、選択された波長λpの領
域の送信された光を誘導モードから非誘導モードに移動
するために選択される。それによって、およそλpに中
心を置く光の強度をコア12の中で減少させる。光を反
射する従来の短周期の回折格子と対比して、この長周期
の素子は、光を反射することなく、誘導モードから非誘
導モードに光を変換することによって移動させる。非誘
導の光の相当の部分は、誘導モードを励起させるコア1
1に結合して、11の中でおよそλpに中心を置く狭い
光パルスを生じる。
域の送信された光を誘導モードから非誘導モードに移動
するために選択される。それによって、およそλpに中
心を置く光の強度をコア12の中で減少させる。光を反
射する従来の短周期の回折格子と対比して、この長周期
の素子は、光を反射することなく、誘導モードから非誘
導モードに光を変換することによって移動させる。非誘
導の光の相当の部分は、誘導モードを励起させるコア1
1に結合して、11の中でおよそλpに中心を置く狭い
光パルスを生じる。
【0008】図2、3、4は、本素子の動作を図示す
る。図2は、ポート15を通してコア12に入る、およ
そλ0 に中心を置く比較的広い光パルスのスペクトルを
示す。図3は、コア12からコア11に接続されてポー
ト16を通して出力される、およそλpを中心に置く比
較的狭い光パルスのスペクトルを示す。図4は、光が長
周期の回折格子14を通り抜けたあと、ポート17での
コア12のパルスのスペクトルを示す。パルスは、λ近
傍の領域で減少される。
る。図2は、ポート15を通してコア12に入る、およ
そλ0 に中心を置く比較的広い光パルスのスペクトルを
示す。図3は、コア12からコア11に接続されてポー
ト16を通して出力される、およそλpを中心に置く比
較的狭い光パルスのスペクトルを示す。図4は、光が長
周期の回折格子14を通り抜けたあと、ポート17での
コア12のパルスのスペクトルを示す。パルスは、λ近
傍の領域で減少される。
【0009】図5は、長周期の回折格子14を設計する
際に役立つグラフである。特に図5は通信用の光ファイ
バーに対してプロットしたものであり、コアのΔ=0.
3%、コアの直径8μm、非誘導モードに移動するため
の周期的な間隔Λ、波長およそλp に中心を置く光に対
するものである。このようにして、たとえば、約154
0nmに中心を置く光を移動するための素子を製造する
ためには、約760μmの間隔を選択する。同様の曲線
を、他の特定のファイバーに対しても実験により決定す
ることができる。
際に役立つグラフである。特に図5は通信用の光ファイ
バーに対してプロットしたものであり、コアのΔ=0.
3%、コアの直径8μm、非誘導モードに移動するため
の周期的な間隔Λ、波長およそλp に中心を置く光に対
するものである。このようにして、たとえば、約154
0nmに中心を置く光を移動するための素子を製造する
ためには、約760μmの間隔を選択する。同様の曲線
を、他の特定のファイバーに対しても実験により決定す
ることができる。
【0010】好ましくは、2個の別々の光ファイバーを
結合領域で一緒に溶解することによって素子が製造され
る。一つファイバーは、ゲルマシリカ・ガラスのよう
な、紫外線放射に敏感なコアを有することができて、他
には、アルミニウムや燐ドーピングされたシリカのよう
な、紫外線放射に無感応なコアを有することができる。
熱を加えることによってクラッドを溶解することができ
て、しかもガラスにH2やD2 を放散することによって
紫外線感度を高めることができる。その代わりに、複数
のコアと共通のクラッドを有する単一ファイバーは、対
応する複数のコアのロッドを含んでいるプラスチック半
製品から引き出すことができる。
結合領域で一緒に溶解することによって素子が製造され
る。一つファイバーは、ゲルマシリカ・ガラスのよう
な、紫外線放射に敏感なコアを有することができて、他
には、アルミニウムや燐ドーピングされたシリカのよう
な、紫外線放射に無感応なコアを有することができる。
熱を加えることによってクラッドを溶解することができ
て、しかもガラスにH2やD2 を放散することによって
紫外線感度を高めることができる。その代わりに、複数
のコアと共通のクラッドを有する単一ファイバーは、対
応する複数のコアのロッドを含んでいるプラスチック半
製品から引き出すことができる。
【0011】長周期の回折格子は、溶解された領域を紫
外線放射、たとえばスリットやマスクを通して、KrF
レーザーから248nmの放射にさらすことによって形
成することができる。スリットを使用する場合、連続し
た露出場所の方へファイバーが移動される。各スリット
のための好ましい露出線量は、100mJ/cm2 以上
の流速量/パルスの1000パルスのオーダーであり、
屈折率の摂動の数量は10〜100の範囲にある。
外線放射、たとえばスリットやマスクを通して、KrF
レーザーから248nmの放射にさらすことによって形
成することができる。スリットを使用する場合、連続し
た露出場所の方へファイバーが移動される。各スリット
のための好ましい露出線量は、100mJ/cm2 以上
の流速量/パルスの1000パルスのオーダーであり、
屈折率の摂動の数量は10〜100の範囲にある。
【0012】図6は、図1に類似した光フィルター素子
の別の実施例の結合領域を図示する。ここでは、長周期
の回折格子60は、一つのコアの中というより複数のコ
アに共通のクラッドの中で形成される。この配置では、
有利なことに、コアは異なる直径と異なる屈折率を持つ
ため、回折格子の中心帯域λpで光はコアの一つに選択
的に結合される。
の別の実施例の結合領域を図示する。ここでは、長周期
の回折格子60は、一つのコアの中というより複数のコ
アに共通のクラッドの中で形成される。この配置では、
有利なことに、コアは異なる直径と異なる屈折率を持つ
ため、回折格子の中心帯域λpで光はコアの一つに選択
的に結合される。
【0013】図6の素子を製造する便利な方法は、ファ
イバーに、紫外線に敏感なクラッド(たとえばゲルマシ
リカのガラス)と、紫外線に無感応なコア(たとえばア
ルミニウムや燐ドーピングされたシリカ)とを提供する
ことである。回折格子は、先に述べたように形成するこ
とができる。しかし、紫外線に敏感なクラッドの中でだ
け形成される。
イバーに、紫外線に敏感なクラッド(たとえばゲルマシ
リカのガラス)と、紫外線に無感応なコア(たとえばア
ルミニウムや燐ドーピングされたシリカ)とを提供する
ことである。回折格子は、先に述べたように形成するこ
とができる。しかし、紫外線に敏感なクラッドの中でだ
け形成される。
【図1】本発明の一つ実施例に従う光フィルターの概要
図である。
図である。
【図2】図1の素子内の種々の位置での光パルスの定性
的なスペクトルの図である。
的なスペクトルの図である。
【図3】図1の素子内の種々の位置での光パルスの定性
的なスペクトルの図である。
的なスペクトルの図である。
【図4】図1の素子内の種々の位置での光パルスの定性
的なスペクトルの図である。
的なスペクトルの図である。
【図5】図1の素子を製造するのに役立つ波長対周期の
グラフを示す図である。
グラフを示す図である。
【図6】本発明に従うフィルターの第二の実施例を示す
図である。
図である。
7 光ファイバー 8 光ファイバー 9 結合領域 10 光フィルター素子 11 導波路コア 12 導波路コア 13 共通のクラッド 14 回折格子 15 ポート 16 ポート 17 ポート 60 回折格子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス リー ウォーカー アメリカ合衆国 07974 ニュージャーシ ィ,ニュープロヴィデンス,セントラル アヴェニュー 1003
Claims (7)
- 【請求項1】 共通のクラッドの中で並んで伸展してい
る複数の光導波路のコアと、 前記複数のコアの一つの中の誘導モードの光を非誘導モ
ードに移動するための回折格子と、から構成されること
を特徴とする、光フィルター素子。 - 【請求項2】 請求項1記載の素子において、前記回折
格子が前記複数コアの一つの中にあることを特徴とす
る、光フィルター素子。 - 【請求項3】 請求項1記載の素子において、前記回折
格子が前記共通のクラッドの中にあることを特徴とす
る、光フィルター素子。 - 【請求項4】 請求項1記載の素子において、前記回折
格子が、周期的な距離Λによって間隔をあけられた複数
の屈折率の摂動から構成され、ここでΛは、50μm≦
Λ≦1500μmであることを特徴とする、光フィルタ
ー素子。 - 【請求項5】 請求項4記載の素子において、前記屈折
率の摂動の幅wが、1/5・Λ≦w≦4/5・Aである
ことを特徴とする、光フィルター素子。 - 【請求項6】 共通のクラッド内の複数の光コアの前記
ペアが一緒に溶解された一対の光ファイバーから構成さ
れることを特徴とする、請求項1記載の光フィルター素
子。 - 【請求項7】 前記複数のコアが、コアの平均直径の1
0倍以下の間隔をあけていることを特徴とする、請求項
1記載の光フィルター素子。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/393754 | 1995-02-24 | ||
US08/393,754 US5550940A (en) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | Optical tapping filters employing long period gratings |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08248229A true JPH08248229A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=23556104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8036015A Pending JPH08248229A (ja) | 1995-02-24 | 1996-02-23 | 長周期の回折格子を使用した光タッピング・フィルター |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5550940A (ja) |
EP (1) | EP0729043A3 (ja) |
JP (1) | JPH08248229A (ja) |
CA (1) | CA2168902C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6611637B1 (en) | 1997-12-08 | 2003-08-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Dispersion-compensating module |
Families Citing this family (17)
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GB9503781D0 (en) * | 1994-05-19 | 1995-04-12 | Univ Southampton | External cavity laser |
US5768452A (en) * | 1996-04-17 | 1998-06-16 | Lucent Technologies Inc. | Radiolytic method for trimming planar waveguide couplers |
US5778119A (en) * | 1996-10-08 | 1998-07-07 | Jds Fitel Inc. | In-line grating device for forward coupling light |
US6631224B2 (en) * | 1997-06-06 | 2003-10-07 | Novera Optics, Inc. | Tunable filter with core mode blocker |
US6801686B2 (en) * | 1997-06-06 | 2004-10-05 | Novera Optics, Inc. | Methods and apparatus for measuring the power spectrum of optical signals |
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US6011881A (en) * | 1997-12-29 | 2000-01-04 | Ifos, Intelligent Fiber Optic Systems | Fiber-optic tunable filter |
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US6222973B1 (en) | 1999-01-15 | 2001-04-24 | D-Star Technologies, Inc. | Fabrication of refractive index patterns in optical fibers having protective optical coatings |
US6850665B2 (en) * | 1999-05-12 | 2005-02-01 | Sabeus Photonics | Wavelength-selective optical fiber components using cladding-mode assisted coupling |
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US6445855B1 (en) * | 1999-05-25 | 2002-09-03 | Thomas & Betts International, Inc. | Method of fabricating fused and tapered couplers from optical fibers having photosensitive cladding regions |
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WO2002075405A2 (en) * | 2001-03-16 | 2002-09-26 | Cidra Corporation | Multi-core waveguide |
JP6039700B2 (ja) * | 2012-03-07 | 2016-12-07 | オーエフエス ファイテル,エルエルシー | 回折格子に基づくセンサ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP3005996B2 (ja) * | 1989-07-14 | 2000-02-07 | 日本電気株式会社 | 導波形光分波器およびその製造方法 |
CA2022367C (en) * | 1990-07-31 | 2002-12-17 | Kenneth O. Hill | Simplified wdm fused fiber coupler design |
-
1995
- 1995-02-24 US US08/393,754 patent/US5550940A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-02-06 CA CA002168902A patent/CA2168902C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-02-14 EP EP96301029A patent/EP0729043A3/en not_active Ceased
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