KR100334801B1 - Long period optical fiber grating filter device - Google Patents

Long period optical fiber grating filter device Download PDF

Info

Publication number
KR100334801B1
KR100334801B1 KR1019990038267A KR19990038267A KR100334801B1 KR 100334801 B1 KR100334801 B1 KR 100334801B1 KR 1019990038267 A KR1019990038267 A KR 1019990038267A KR 19990038267 A KR19990038267 A KR 19990038267A KR 100334801 B1 KR100334801 B1 KR 100334801B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical fiber
refractive index
cladding
long period
wavelength
Prior art date
Application number
KR1019990038267A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010026805A (en
Inventor
장주녕
김선욱
김세윤
김민성
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019990038267A priority Critical patent/KR100334801B1/en
Priority to AU57178/99A priority patent/AU735273B2/en
Priority to CA002288349A priority patent/CA2288349C/en
Priority to DE19955314A priority patent/DE19955314B4/en
Priority to FR9914503A priority patent/FR2798476B1/en
Priority to CNB991248325A priority patent/CN1175295C/en
Priority to GB9929890A priority patent/GB2354083B/en
Priority to US09/467,688 priority patent/US6314222B1/en
Priority to JP2000167955A priority patent/JP2001091762A/en
Publication of KR20010026805A publication Critical patent/KR20010026805A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100334801B1 publication Critical patent/KR100334801B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/0208Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response
    • G02B6/02085Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by their structure, wavelength response characterised by the grating profile, e.g. chirped, apodised, tilted, helical
    • G02B6/02095Long period gratings, i.e. transmission gratings coupling light between core and cladding modes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02057Optical fibres with cladding with or without a coating comprising gratings
    • G02B6/02076Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings
    • G02B6/02171Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes
    • G02B6/02176Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations
    • G02B6/0219Refractive index modulation gratings, e.g. Bragg gratings characterised by means for compensating environmentally induced changes due to temperature fluctuations based on composition of fibre materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/0675Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • H01S3/1055Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being constituted by a diffraction grating

Abstract

본 발명은 장주기 광섬유 격자 필터장치에 관한 것으로서, 개시된 장주기 광섬유 격자 필터장치는 장주기 광섬유 격자들이 주기적 거리로 형성된 코아; 상기 코아를 감싸는 클래딩; 상기 장주기 광섬유 격자들이 형성되지 않은 부분의 클래딩을 감싸는 코팅부; 및 상기 장주기 광섬유 격자들이 형성된 부분의 클래딩을 감싸는 리코팅부로 이루어지는 장주기 광섬유 격자 필터장치에 있어서, 상기 코아에 첨가되는 도판트의 양에 따라서 온도증가에 의한 커플링 파장이 음의 파장이동을 갖는 코아/클래딩 굴절율 변화부분; 및 온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 커플링된 파장이 양의 파장이동을 갖는 클래딩/리코팅부 굴절율 변화부분으로 구성된다.The present invention relates to a long period optical fiber grating filter device, the disclosed long period optical fiber grating filter device includes a core formed with a long distance of the long period optical fiber grating; A cladding surrounding the core; A coating part surrounding a cladding of a portion where the long period optical fiber gratings are not formed; And a coating part surrounding a cladding of a portion where the long period optical fiber gratings are formed, the long period optical fiber grating filter device comprising: a core having a negative wavelength shift of a coupling wavelength due to temperature increase according to an amount of a dopant added to the core; / Cladding refractive index change portion; And a cladding / recoating portion refractive index change portion in which the refractive index decreases with increasing temperature so that the coupled wavelength has a positive wavelength shift.

따라서 본 발명에 의하면 온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 양의 파장이동을 보이는 리코팅재에 의한 커플링 파장이동만큼 코아는 음의 파장이동을 보여 장주기 광섬유 격자 필터장치에 있어서 용이하게 온도보상이 가능하다.Therefore, according to the present invention, the core exhibits a negative wavelength shift as much as the coupling wavelength shift due to the recording material exhibiting a positive wavelength shift due to the decrease in refractive index with increasing temperature. .

Description

장주기 광섬유 격자 필터장치 {LONG PERIOD OPTICAL FIBER GRATING FILTER DEVICE}Long Cycle Fiber Optic Grating Filter System {LONG PERIOD OPTICAL FIBER GRATING FILTER DEVICE}

본 발명은 장주기 광섬유 격자 필터장치에 관한 것으로, 특히 온도변화에 따른 커플링 이동특성이 없는 온도보상 장주기 광섬유 격자 필터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a long period optical fiber grating filter device, and more particularly, to a temperature compensation long period optical fiber grating filter device having no coupling movement characteristic according to temperature change.

통상적으로 광섬유(optical fiber)의 코아로(core) 진행하는 특정 파장 (wavelength)을 선택하기 위한 필터(filter)로서, 자외선 영역의 레이저를 이용하여 광섬유내의 굴절률에 주기적인 변화를 유도하여 특정 파장의 빛을 제거하거나 반사시킬 수 있는 광섬유 격자가 사용된다. 이러한 광섬유 격자의 예로는 단주기 광섬유 격자들(short period fiber gratings)과 장주기 광섬유 격자들(long period fiber gratings)을 들 수 있다.In general, a filter for selecting a specific wavelength that proceeds to the core of an optical fiber, using a laser in the ultraviolet region to induce a periodic change in the refractive index in the optical fiber to Fiber optic gratings are used that can remove or reflect light. Examples of such optical fiber gratings include short period fiber gratings and long period fiber gratings.

단주기 광섬유 격자는 특정 파장만을 반사시켜 필터링 기능을 수행하는 반면에, 장주기 광섬유 격자는 광섬유의 코아로 진행하는 코아 모드(core mode)를 클래딩 모드(cladding mode)로 커플링(coupling)시키는 소자이다. 이들 중에 수십에서 수백㎛의 거리 주기를 갖는 장주기 광섬유 격자들은 진행하는 코아 모드의 빛을 진행방향의 클래딩 모드로 커플링시켜 원하는 특정 파장의 빛을 제거시킬 수 있기 때문에 어븀첨가 광섬유 증폭기 (EDFA:Erbium Doped Fiber Amplifier)의 이득평탄화용 필터로서 사용된다.A short period fiber grating performs a filtering function by reflecting only a specific wavelength, while a long period fiber grating is a device that couples a core mode that proceeds to the core of an optical fiber to a cladding mode. . Among them, long-period fiber gratings having a distance period of several tens to hundreds of micrometers can be used to remove the light of a specific wavelength desired by coupling the propagating core mode light to the cladding mode in the advancing direction. It is used as a filter for gain flattening of Doped Fiber Amplifier.

이러한 장주기 광섬유 격자들은 자외선에 민감(sensitive)한 광섬유의 코아에 주기적 거리로 굴절률 변화를 주어 제작한다. 이때, 자외선에 노출된 부분은 굴절률이 증가하고, 그렇지 않은 부분은 굴절률 변화가 없기 때문에 광섬유 길이방향으로 주기적인 굴절률 변화가 발생한다.These long-period fiber gratings are fabricated by varying the refractive index at periodic distances to the core of the UV-sensitive fiber. At this time, since the refractive index is increased in the portion exposed to ultraviolet rays, and the other portion is not changed in the refractive index, periodic refractive index changes occur in the longitudinal direction of the optical fiber.

한편, 장주기 광섬유 격자들은 온도에 민감한 특성 변화를 가지며, 광섬유 클래딩 외부의 굴절률에 의해서도 광특성의 영향을 받는다. 또한, 코아와 클래딩 모드의 모드 커플링(mode coupling)에 의해서 결정되는 장주기 광섬유 격자들의 중심파장과 소광비(extinction ratio)는 광섬유의 미소 굴곡(micro bending) 등에 의해서 크게 영향 받는다.On the other hand, long-period fiber gratings have a temperature-sensitive characteristic change, and optical properties are also affected by the refractive index outside the optical fiber cladding. In addition, the center wavelength and extinction ratio of long-period optical fiber gratings determined by mode coupling of core and cladding modes are greatly influenced by micro bending of the optical fiber and the like.

장주기 광섬유 격자들을 사용하기 위해서는 외부환경의 영향에 대해서도 안정적인 광특성을 보이는 리코팅(recoating)이 필수적으로 필요하다. 여기서 외부환경요소로는 온도, 수분, 먼지 침투, 미소 균열, 광섬유의 미소 굴곡 등이 있다.In order to use long period optical fiber gratings, it is necessary to record a stable optical property even under the influence of the external environment. External environmental factors include temperature, moisture, dust penetration, micro cracks, and micro bending of optical fibers.

이러한 장주기 광섬유 격자 필터장치는 수학식 1과 같은 위상 정합 조건을 만족하는 경우에 커플링이 일어난다.In such a long period optical fiber grating filter device, the coupling occurs when the phase matching condition as shown in Equation 1 is satisfied.

상기 수학식 1에서,는 코아 모드의 전파 상수 (propagation constant)이고,는 m차 클래딩 모드의 전파 상수 (propagation constant)이고,는 격자 주기 (grating period)이다.In Equation 1, Is the propagation constant of core mode, Is the propagation constant of the m-th cladding mode, Is the grating period.

상기 수학식 1에서(여기서,은 굴절률,는 파장)을 대입하면 수학식 2와 같이 나타난다.In Equation 1 (here, Silver refractive index, (Wavelength) is expressed as in Equation 2.

어떤 파장의 광을 클래딩 모드로 변경시키려면 격자주기(Λ)와 굴절률차를 정하면 된다.To change the light of a certain wavelength into cladding mode, the lattice period (Λ) and the refractive index difference This is done.

굴절률차는 자외선에 민감한 광섬유에 자외선 레이저(UV laser)를 적절히 감광시켜 얻을 수 있다. 즉, 특정 격자주기 Λ를 갖는 마스크로 자외선에 민감한 광섬유를 마스킹하고, 마스크 위에 자외선 레이저를 주사하게 되면 광민감성 광섬유는 반응하여 코아의 굴절률이 증가하게 된다. 굴절률의 증가에 따라 커플링 파장은 장파장쪽으로 증가하게 된다. 원하는 장주기 광섬유 격자 필터장치의 스펙트럼, 다시 말해서 원하는 커플링 파장과 소광비(extinction ratio)를 얻기 위해서는 마스크 주기를 정확히 조절하여 적정시간동안 자외선 레이저를 조사해야 한다.The refractive index difference can be obtained by appropriately exposing an ultraviolet laser to an ultraviolet-sensitive optical fiber. In other words, when masking an optical fiber sensitive to ultraviolet rays with a mask having a specific lattice period Λ, and the ultraviolet laser is scanned on the mask, the photosensitive optical fiber reacts to increase the refractive index of the core. As the refractive index increases, the coupling wavelength increases toward the longer wavelength. In order to obtain the spectrum of the desired long-period fiber grating filter, that is, the desired coupling wavelength and extinction ratio, it is necessary to precisely control the mask period and irradiate the ultraviolet laser for a proper time.

이렇게 제작된 장주기 광섬유 격자들의 커플링 파장은 온도에 의해서도 영향을 받는다. 온도 변화에 따른 커플링 파장의 이동은 온도 변화에 따른 굴절률 변화와 온도 변화에 따른 길이의 열팽창에 의해 결정된다. 이를 수학식 3으로 나타내면 다음과 같다.The coupling wavelengths of the long-period fiber gratings thus produced are also affected by temperature. The shift of the coupling wavelength with temperature changes is determined by the change in refractive index with the temperature change and the thermal expansion of the length with the temperature change. This is represented by Equation 3 as follows.

상기 수학식 3에서 T는 온도를 나타낸다.In Equation 3, T represents a temperature.

일반적인 통신용 광섬유나 분산 천이 광섬유 (Distribution Shifted Fiber)에 장주기 광섬유 격자 필터장치가 제작되는 경우, 수학식 3의 우변 첫째항에 따른 값은 우변 두번째항에 따른 값에 비해 수십배 정도 크기 때문에 우변 두번째항은 고려하지 않는다. 예를 들어, 코닝사의 플렉스코아 1060 (Flexcor 1060)의 경우 커플링 파장은 온도 100℃당 5nm정도 이동한다. 전형적인 분산 천이 광섬유의 경우 길이 팽창에 의한 커플링 파장의 이동은 온도 100℃당 0.3nm 정도인데 반해 굴절률 변화에 의한 커플링 파장의 이동은 5nm 정도이다. 그러나 실제 응용시스템에서 장주기 광섬유 격자 필터의 응용분야중 하나인 이득평탄화 필터 (gain flattening filter)의 경우 100℃당 0.3nm 정도의 온도 안정성(temperature stability)을 요구하고 있다.When a long-period grating filter device is fabricated in a general communication optical fiber or a distribution shifted fiber, the value of the first term on the right side of Equation 3 is about ten times larger than the value of the second term on the right side. I never do that. For example, in the case of Corning's Flexcor 1060, the coupling wavelength shifts by about 5 nm per 100 ° C. In the case of a typical dispersion transition optical fiber, the coupling wavelength shift due to length expansion is about 0.3 nm per 100 ° C., whereas the coupling wavelength shift is about 5 nm due to the change in refractive index. However, the gain flattening filter, which is one of the applications of the long-period fiber grating filter in a practical application system, requires a temperature stability of about 0.3 nm per 100 ° C.

이러한 온도 보상을 위해 종래에는 광섬유내의 굴절율 분포를 디자인 하거나, 수학식 3의부분이 음의 값을 가지도록 광섬유 격자의 주기를 선택하였다. 다른 방법으로는 수학식 3의를 0으로 만들기 위해 B2O3를 첨가하는 방법이 있다.In order to compensate for such temperature, conventionally, the refractive index distribution in the optical fiber is designed or The period of the fiber grating was chosen so that the part had a negative value. Alternatively, the equation (3) There is a way to add B 2 O 3 to make.

종래의부분이 음의 값을 가지도록 필터내의 굴절률을 조절하는 방법에 있어서, 일반적인 장주기 광섬유 격자 필터들에서 Λ< 100㎛ 일 경우는가 음으로 알려져 있다. 코닝사의 Flexcor 1060 fiber의 경우 Λ= 40㎛에 대해 파장의 온도의존성은 0.15~0.45㎚/100℃ 이지만, 모드가 1.1㎛ 영역으로 통신영역에서 벗어나 있다.ConventionalIn the method of adjusting the refractive index in the filter so that the part has a negative value, in the case of Λ <100 μm in general long period optical fiber grating filtersIs known as yin. In the case of Corning's Flexcor 1060 fiber, the temperature dependence of the wavelength for Λ = 40㎛ is 0.15 ~ 0.45nm / 100 ℃, Mode It is out of the communication area by 1.1 mu m.

한편, 본 출원인에 의해 선출원된 특허출원번호 제99-8332호(온도 보상 장주기 광섬유 격자 필터)에 온도 보상 장주기 광섬유 격자 필터장치가 상세히 설명되어 있다.On the other hand, the temperature compensation long period optical fiber grating filter device is described in detail in Patent Application No. 99-8332 (temperature compensation long period optical fiber grating filter) filed by the applicant.

그러나, 상기 특허출원번호 제99-8332호에 개시된 장주기 광섬유 격자 필터 의 리코팅부는 온도가 증가함에 따라서 굴절율이 증가되는 재질을 적용하는 것으로 설명되어 있으나, 일반적인 리코팅부, 특히 폴리머 재질은 온도가 증가함에 따라서 열팽창이 일어나게 되어 굴절률이 감소하게 된다. 따라서 일반 광섬유로 제작된 장주기 광섬유 격자 필터에 리코팅을 할 경우, 장주기 광섬유 격자 필터의 장파장 이동특성에 리코팅에 의한 장파장 이동효과가 더해져 더 큰 장파장 이동특성을 보이게 되므로 온도가 증가함에 따라 굴절률이 감소하는 특수한 리코팅 재질을 사용하여야 하는 어려움이 있다. 더욱이, 이러한 리코팅재질이 개발되지 않은 실정이다.However, the coating part of the long period optical fiber grating filter disclosed in the patent application No. 99-8332 has been described as applying a material in which the refractive index increases as the temperature is increased, but in general, the coating part, in particular the polymer material As it increases, thermal expansion occurs and the refractive index decreases. Therefore, when the long-period grating filter made of ordinary fiber is coated, the long-wave moving effect of the long-period fiber grating filter is added to the long-wave moving effect by the recording, which results in a larger long-wave moving property. There is a difficulty in using a special reducing coating material. Moreover, such a coating material has not been developed.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 온도변화에 따른 커플링 이동특성이 없는 온도보상 장주기 광섬유 격자 필터장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a temperature compensation long period optical fiber grating filter device having no coupling movement characteristic according to temperature change.

본 발명의 다른 목적은 초기 굴절율 값이 클래딩보다 작은 폴리머 재료를 리코팅재료로서 사용가능한 온도보상 장주기 광섬유 격자 필터장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a temperature compensation long period optical fiber grating filter device which can use a polymer material having an initial refractive index value smaller than cladding as a recording material.

본 발명의 또 다른 목적은 수분이 잘 침투하지 못하고 매우 부드러워 경화시 미소 굴곡이 발생하지 않는 온도보상 장주기 광섬유 격자 필터장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide a temperature compensation long period optical fiber grating filter device that does not penetrate moisture well and is very soft so that no micro bending occurs during curing.

도 1a는 패키지화된 장주기 광섬유 격자 필터장치를 나타내는 사시도.1A is a perspective view illustrating a packaged long period optical fiber grating filter device;

도 1b는 리코팅부가 벗겨진 장주기 광섬유 격자 필터장치를 나타내는 사시도.Figure 1b is a perspective view showing a long period optical fiber grating filter device peeled off the coating.

도 1c는 리코팅부가 벗겨진 장주기 광섬유 격자 필터장치의 구성을 나타내는 단면도.Fig. 1C is a cross-sectional view showing the structure of a long period optical fiber grating filter device with a peeling coating portion.

도 2a 내지 도 2d는 클래딩 외부 굴절률에 따른 커플링 파장이동을 나타내는 그래프 .2A to 2D are graphs showing coupling wavelength shift according to cladding external refractive index.

도 3은 클래딩 외부 굴절률 변화에 따른 커플링 파장이동을 나타내는 그래프.3 is a graph showing coupling wavelength shift according to cladding external refractive index change.

도 4는 클래딩 외부 굴절율이 클래딩의 굴절율보다 작은 경우, 클래딩 외부 굴절율 변화에 따른 커플링 파장이동을 나타내는 그래프.4 is a graph illustrating coupling wavelength shift according to a change in the cladding external refractive index when the cladding external refractive index is smaller than the refractive index of the cladding.

도 5a는 리코팅부가 일반적인 폴리머 재질인 경우, 온도변화에 따른 리코팅재료의 굴절률 변화를 나타내는 그래프.Figure 5a is a graph showing the change in refractive index of the recording material according to the temperature change, when the coating is a general polymer material.

도 5b는 리코팅부가 실리콘 수지인 경우, 온도변화에 따른 리코팅 재료의 굴절률 변화를 나타내는 그래프.5B is a graph showing a change in refractive index of a recording material according to temperature change when the coating part is a silicone resin.

도 6은 온도변화에 따른 리코팅 재료의 커플링 파장이동을 나타내는 그래프.Figure 6 is a graph showing the coupling wavelength shift of the recording material with temperature changes.

도 7은 광섬유 코아에 첨가되는 도판트 농도에 따라서 온도변화에 따른 굴절율변화를 나타내는 그래프.7 is a graph showing a change in refractive index with temperature change according to the dopant concentration added to the optical fiber core.

도 8은 광섬유 코아에 첨가되는 도판트 농도에 따라서 파장의 온도의존성을 나타내는 그래프.8 is a graph showing the temperature dependence of the wavelength according to the dopant concentration added to the optical fiber core.

도 9는 본 발명에 의한 장주기 광섬유 격자 필터장치의 온도보상효과를 나타내는 그래프.9 is a graph showing the temperature compensation effect of the long period optical fiber grating filter device according to the present invention.

도 10a는 일반적인 장주기 광섬유 격자들의 리코팅부가 벗겨진 경우, 장주기 광섬유 격자 필터장치의 온도의존성을 나타내는 그래프.Figure 10a is a graph showing the temperature dependence of the long period optical fiber grating filter device, when the coating portion of the general long period optical fiber grating is peeled off.

도 10b는 일반적인 장주기 광섬유 격자가 리코팅된 경우, 장주기 광섬유 격자 필터장치의 온도의존성을 나타내는 그래프.10b is a graph showing the temperature dependence of a long period optical fiber grating filter device when a general long period optical fiber grating is coated.

도 11은 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자 필터장치의 온도의존성을 나타내는 그래프.11 is a graph showing the temperature dependence of the long period optical fiber grating filter device according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자 필터장치의 구성을 나타내는 단면도.12 is a cross-sectional view showing the configuration of a long period optical fiber grating filter device according to the present invention.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 장주기 광섬유 격자들이 주기적 거리로 형성된 코아;In order to achieve the above object, the present invention is a core having a long period optical fiber grating formed with a periodic distance;

상기 코아를 감싸는 클래딩;A cladding surrounding the core;

상기 장주기 광섬유 격자들이 형성되지 않은 부분의 클래딩을 감싸는 코팅부; 및A coating part surrounding a cladding of a portion where the long period optical fiber gratings are not formed; And

상기 장주기 광섬유 격자들이 형성된 부분의 클래딩을 감싸는 리코팅부로 이루어지는 장주기 광섬유 격자 필터장치에 있어서,In the long-period optical fiber grating filter device comprising a coating portion surrounding the cladding of the portion where the long-period optical fiber gratings are formed,

상기 코아에 첨가되는 도판트의 양에 따라서 온도증가에 의한 커플링 파장이 음의 파장이동을 갖는 코아/클래딩 굴절율 변화부분; 및A core / cladding refractive index change portion in which a coupling wavelength due to temperature increase has a negative wavelength shift depending on the amount of dopant added to the core; And

온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 커플링된 파장이 양의 파장이동을 갖는 클래딩/리코팅부 굴절율 변화부분으로 구성된다.The refractive index decreases with increasing temperature so that the coupled wavelength consists of the cladding / recoating portion refractive index change portion having a positive wavelength shift.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

일반적으로 광섬유에 장주기 광섬유 격자들을 형성시키기 위해서는 일단 소정의 길이로 광섬유 코팅부를 제거한다. 그 후, 코팅부가 벗겨진 부위에 자외선 레이져 (UV laser)와 진폭 마스크를 이용하여 장주기 광섬유 격자들을 제작한다. 이렇게 제작된 장주기 광섬유 격자들의 코팅이 벗겨진 상태는 외부환경(온도, 수분, 먼치 침투, 미소 균열, 미소 굴곡 등)으로 인해 영향을 받게 되므로, 광특성이 변하지 않게 하기 위한 별도의 보호장치가 요구되어 진다.In general, in order to form long period optical fiber gratings on an optical fiber, the optical fiber coating is removed to a predetermined length. Thereafter, long-period fiber gratings are fabricated using a UV laser and an amplitude mask on the stripped portion of the coating. The peeled state of the long-period fiber gratings thus produced is affected by the external environment (temperature, moisture, dust penetration, micro cracks, micro bends, etc.), so a separate protection device is required to keep the optical properties from changing. Lose.

더욱이, 소정의 주기로 광섬유 길이방향으로 다수개 형성되는 장주기 광섬유 격자들은 코아 모드(core mode)에서 클래딩 모드(cladding mode)로 커플링 (coupling) 시키는 필터링 기능을 수행하기 때문에 리코팅되는 재질의 굴절률이 고려되어야 한다.Furthermore, since the long-period optical fiber gratings, which are formed in the longitudinal direction of the optical fiber in a predetermined period, perform a filtering function that couples from the core mode to the cladding mode, the refractive index of the material to be coated is increased. Should be considered.

도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와같이, 패키지화된 장주기 광섬유 격자 필터장치(100)는 장주기 광섬유 격자들(16)이 형성된 소정의 거리 주기로 형성된 코아(10), 상기 장주기 격자 필터들(16)이 형성된 코아(10)를 감싸는 클래딩(12), 그리고 상기 클래딩(12)을 감싸고 벗겨지지 않은 코팅부(14) 및 상기 장주기 광섬유 격자들(16)에 형성하는 리코팅부(18)로 구성된다. 즉, 벗겨진 코팅부는 리코팅을 실시하여 패키지화된 장주기 광섬유 격자들을 보호하게 된다.As shown in FIGS. 1A to 1C, the packaged long period optical fiber grating filter device 100 includes a core 10 formed at a predetermined distance period in which the long period optical fiber gratings 16 are formed, and the long period grating filters 16 are formed. A cladding 12 surrounding the formed core 10, and a coating part 14 covering the cladding 12 and not peeled off, and a coating part 18 formed on the long period optical fiber gratings 16. In other words, the peeled coating part is coated to protect the packaged long period optical fiber gratings.

이때, 도 1c에 도시된 바와같이, 파장의 진행방향을 나타내는 화살표는 장주기 격자 필터장치에서 코아 모드에서 클래딩 모드로 커플링되는 동작을 도시한 것이다. 화살표의 굵기는 진행하는 파장의 광 세기를 의미한다.At this time, as shown in Figure 1c, the arrow indicating the direction of the wavelength shows the operation coupled from the core mode to the cladding mode in the long-period grating filter device. The thickness of an arrow means the light intensity of an advancing wavelength.

상기 코아(10)의 기본 도파 모드에서 진행하는 중심파장은 굴절률 변화부분즉, 장주기 광섬유 격자 필터들(16)을 만나면서 산란된다. 산란된 광이 클래딩(12)으로 커플링 됨에 따라 위상 정합 조건(phase matching condition)을 만족하는 파장의 광은 코히런트하게(coherently) 보강된다. 이러한 파장을 갖는 광이 클래딩 외부로 빠져 나감에 따라 장주기 광섬유 격자 필터장치는 파장에 종속하는 감쇠기 (wavelength dependent attenuator)로 동작한다.The center wavelength traveling in the basic waveguide mode of the core 10 is scattered while encountering the refractive index change portion, that is, the long period optical fiber grating filters 16. As the scattered light is coupled to the cladding 12, light of a wavelength satisfying the phase matching condition is coherently reinforced. As light having such a wavelength exits the cladding, the long period optical fiber grating filter device operates as a wavelength dependent attenuator.

기본 도파 모드(fundamental guide mode)로 진행하는 광은 굴절률의 변화부분, 즉 격자부분(장주기 광섬유 격자 필터)을 통과하면서 세기가 감소(화살표의 굵기가 길이방향으로 진행할 수록 점점 가늘어짐)하고, 상기 클래딩(12)으로 커플링되는 파장을 갖는 광의 세기는 점점 증가함(화살표의 굵기가 점점 굵어짐)을 알 수 있다.The light traveling in the fundamental guided mode (fundamental guide mode) decreases in intensity (thinner as the thickness of the arrow proceeds in the longitudinal direction) passing through the change part of the refractive index, that is, the grating part (long period optical fiber grating filter), It can be seen that the intensity of the light having a wavelength coupled to the cladding 12 increases gradually (the thickness of the arrow becomes thicker).

도 1c에 도시된 바와같이, 이러한 장주기 광섬유 격자 필터들(16)이 형성된 클래딩(12)의 외부 조건, 즉 공기는 굴절률 1의 값을 가지게 된다. 장주기 광섬유 격자들의 형성후, 굴절률이 n인 물질로 클래딩을 리코팅 (recoating)하는 경우, 커플링 조건이 달라지게 되고 그에 따라 커플링 파장은 장파장 혹은 단파장으로 이동하게 된다.As shown in FIG. 1C, the external conditions of the cladding 12 in which these long-period fiber grating filters 16 are formed, namely air, have a value of refractive index 1. After the formation of the long-period fiber gratings, when the cladding is recoated with a material having a refractive index of n, the coupling conditions are changed and thus the coupling wavelength is shifted to a long wavelength or a short wavelength.

도 2a 내지 2d는 클래딩 외부의 굴절률에 따른 커플링 파장이동을 나타내는 그래프이다.2A to 2D are graphs showing coupling wavelength shifts according to refractive indices outside the cladding.

도 2a는 장주기 광섬유 격자들을 감싸는 클래딩 외부의 굴절률이 1인 경우 (공기)의 광 투과 특성을 나타낸 그래프이다.FIG. 2A is a graph illustrating light transmission characteristics when the refractive index outside the cladding surrounding the long period optical fiber gratings is 1 (air).

도 2b는 장주기 광섬유 격자들을 감싸는 클래딩 외부 굴절률이 1.400인 경우의 투과특성을 도시한 그래프로서, 도 2a와 비교하여 광 투과가 증가하였음을 알 수 있으며, 커플링 파장이 단파장쪽으로 4.8nm정도 이동한 것을 알 수 있다.FIG. 2B is a graph illustrating the transmission characteristics when the cladding external refractive index surrounding the long period optical fiber gratings is 1.400. FIG. 2B shows that the light transmission is increased compared to FIG. 2A, and the coupling wavelength is shifted by 4.8 nm toward the short wavelength. It can be seen that.

도 2c는 클래딩 외부 굴절률이 1.448인 경우의 투과특성을 도시한 그래프이다. 도 2a를 기준으로 커플링 파장이 16.5nm 정도 단파장쪽으로 이동하였음을 알 수 있다.2C is a graph showing transmission characteristics when the cladding external refractive index is 1.448. Referring to FIG. 2A, it can be seen that the coupling wavelength has moved toward the short wavelength of about 16.5 nm.

도 2d는 클래딩 외부 굴절률이 1.484인 경우의 투과특성을 도시한 그래프로서, 클래딩 외부 굴절률이 1인 경우보다 커플링 파장이 장파장쪽으로 이동함을 알 수 있다.2D is a graph illustrating the transmission characteristics when the cladding external refractive index is 1.484, and it can be seen that the coupling wavelength is shifted toward the longer wavelength than when the cladding external refractive index is 1.

상기 클래딩 외부 굴절률이 1인 경우를 기준으로 할 때, 도 2b 또는 도 2c와 같이 클래딩 외부 굴절률이 증가하되 클래딩의 굴절률보다 작으면 커플링 파장이 단파장으로 이동한다. 한편, 클래딩 외부 굴절률이 증가하여 클래딩의 굴절률보다 커지면 도 2d와 같이 커플링 파장이 장파장으로 이동함을 알 수 있다. 그리고, 클래딩 외부 굴절률이 클래딩 굴절률과 같을 경우 전반사 조건이 깨지게 되어 커플링 피크(coupling peak)는 사라지게 된다.When the cladding external refractive index is 1, the cladding external refractive index increases as shown in FIG. 2B or 2C, but when the cladding external refractive index is smaller than the refractive index of the cladding, the coupling wavelength moves to a short wavelength. On the other hand, when the external refractive index of the cladding increases and becomes larger than the refractive index of the cladding, it can be seen that the coupling wavelength moves to a long wavelength as shown in FIG. 2D. In addition, when the cladding external refractive index is equal to the cladding refractive index, the total reflection condition is broken, and the coupling peak disappears.

도 3은 클래딩 외부 굴절률 변화에 대한 커플링 파장의 이동을 도시한 것이다. 클래딩의 외부 굴절률이 1.0부터 증가함에 따라 커플링 파장이 단파장으로 이동하다가 클래딩의 굴절률과 같아지면 커플링 피크가 사라지고, 다시 클래딩 굴절률보다 커지면 장파장으로 이동함을 알 수 있다.3 shows the shift of the coupling wavelength with respect to the cladding external refractive index change. As the external refractive index of the cladding increases from 1.0, the coupling wavelength shifts to a shorter wavelength, and when the same as the refractive index of the cladding, the coupling peak disappears.

도 4는 클래딩 외부 굴절율이 클래딩의 굴절율보가 작은 경우, 클래딩 외부굴절률 변화에 대한 커플링 파장이동을 나타내는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 클래딩 외부 굴절률이 감소함에 따라서 커플링 파장은 장파장쪽으로 이동한다. 단, 클래딩 외부 굴절율이 클래딩의 굴절율보가 작은 경우에 한해서 나타낸다.4 is a graph showing coupling wavelength shift with respect to the cladding external refractive index change when the cladding external refractive index is smaller than the refractive index of the cladding. Referring to FIG. 4, the coupling wavelength shifts toward the longer wavelength as the cladding external refractive index decreases. However, the cladding external refractive index is shown only when the refractive index of the cladding is small.

도 2a 내지 도 4에 나타난 결과는 본 발명자의 논문(1997 Optics Letters : December 1, 1997/Vol. 22, No. 23, 'Displacement of the resonant peaks of a long-period fiber grating induced by a change of ambient refractive index')에 상세히 개시되어 있다.The results shown in FIGS. 2A to 4 show the results of the present inventor's paper (1997 Optics Letters: December 1, 1997 / Vol. 22, No. 23, 'Displacement of the resonant peaks of a long-period fiber grating induced by a change of ambient' refractive index ').

도 5a는 온도변화에 대한 일반적인 리코팅재료의 굴절률 변화특성을 나타내는 그래프이다. 도 5b는 일반적인 리코팅재료중, 실리콘 수지를 예로 든 것으로, 온도변화에 대한 실리콘 수지의 굴절률 변화를 나타내는 그래프이다.Figure 5a is a graph showing the refractive index change characteristics of a typical recording material with temperature changes. 5B is a graph showing a change in refractive index of a silicone resin with respect to a temperature change, taking a silicone resin as an example of a general coating material.

도 5a를 참조하면, 일반적인 리코팅재료 즉, 폴리머는 온도가 증가함에 따라서 열팽창이 일어나게 되어 굴절율은 감소하게 된다. 도 5b를 참조하면, 실리콘 수지는 온도가 증가함에 따라서 열팽창이 일어나게 되어 굴절율은 감소하게 됨을 알 수 있다. 실리콘 수지는 온도에 대한 굴절률 변화량이 -2.4 ×10-2/100℃이다.Referring to FIG. 5A, a general recording material, that is, a polymer, undergoes thermal expansion as the temperature increases, thereby decreasing the refractive index. Referring to FIG. 5B, it can be seen that the silicone resin undergoes thermal expansion as the temperature increases, thereby decreasing the refractive index. The silicone resin has a change in refractive index with respect to temperature of -2.4 x 10 -2 / 100 deg.

도 6은 온도변화에 따른 리코팅재료의 커플링 파장이동특성 나타내는 그래프이다. 온도가 증가함에 따라서 리코팅재료의 굴절률 감소에 의한 커플링 파장이 장파장쪽으로 이동함을 알 수 있다. 여기서 커플링 파장이 장파장쪽으로 이동함은 양의 파장이동범위를 갖는 것을 의미한다.6 is a graph illustrating coupling wavelength shift characteristics of a recording material according to temperature change. It can be seen that as the temperature increases, the coupling wavelength due to the decrease in the refractive index of the recording material moves toward the longer wavelength. Here, the shifting of the coupling wavelength toward the long wavelength means that the coupling wavelength has a positive wavelength shift range.

도 7은 광섬유의 코아에 첨가되는 도판트 농도에 따라 온도 변화에 대한 파장이동을 나타내는 그래프이다. 이때, 코어에 도판트중, B2O3와 GeO2를 첨가하여 온도보상효과를 얻는 방법이 EP 0 800 098 A2 (OPTICAL WAVEGUIDE GRATING AND PRODUCTION METHOD THEREOF)에 상세히 개시되어 있다. 도 7에 도시된 바와같이, 코어에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가하면, 장주기 광섬유 격자들은 온도가 증가할 때, 음의 파장이동범위를 가지게 된다. 즉, 온도변화에 따른 굴절율 변화가 음의 값을 가지게 된다. 본 발명에서는 장주기 광섬유 격자들이 음의 파장이동범위를 가지고, 리코팅재에 의한 효과가 양의 파장이동범위를 가짐으로서 온도보상이 이루어 진다.7 is a graph showing the wavelength shift with respect to temperature change according to the dopant concentration added to the core of the optical fiber. At this time, a method for obtaining a temperature compensation effect by adding B 2 O 3 and GeO 2 to the core is disclosed in detail in EP 0 800 098 A2 (OPTICAL WAVEGUIDE GRATING AND PRODUCTION METHOD THEREOF). As shown in FIG. 7, when B 2 O 3 is added to the core relatively more than GeO 2 , the long period optical fiber gratings have a negative wavelength shift range as the temperature increases. In other words, the change of the refractive index according to the temperature change has a negative value. In the present invention, the long period optical fiber gratings have a negative wavelength shift range, and the effect of the coating material has a positive wavelength shift range, thereby achieving temperature compensation.

예를들어, 코어에 GeO2를 20 몰%를 첨가하고, B2O3를 15 몰%를 첨가했다고 가정하면, 상기 코어에 형성된 장주기 광섬유 격자 필터장치는 온도변화에 따른 굴절률 변화값이 음의 값을 가지게 되어 음의 파장이동범위를 가지게 된다. 이러한 결과를 나타내는 그래프가 도 8에 도시되어 있다.For example, assuming that 20 mol% of GeO 2 is added to the core and 15 mol% of B 2 O 3 is added to the core, the long-cycle optical fiber grating filter device formed in the core has a negative refractive index change with temperature change. It will have a value and have a negative wavelength range. A graph showing this result is shown in FIG. 8.

도 8은 코아에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가하여 커플링 파장이동이 온도증가에 대해 단파장쪽으로 이동됨을 도시한 그래프이다. 여기서 장주기 광섬유 격자들은 리코팅되지 않은 상태이다. 도 8에 도시된 바와같이, 온도가 증가함에 따라서 커플링 파장은 단파장쪽으로 이동함을 알 수 있다. 여기서 커플링 파장이 단파장쪽으로 이동한다는 것은 음의 파장이동범위를 갖는다는 것을 의미한다.8 is a graph showing that the coupling wavelength shifts toward the shorter wavelength with respect to the temperature increase by adding more B 2 O 3 to the core than GeO 2 . Here, the long-period fiber gratings are unrecorded. As shown in FIG. 8, it can be seen that as the temperature increases, the coupling wavelength moves toward the shorter wavelength. Here, the shift of the coupling wavelength toward the short wavelength means that it has a negative wavelength shift range.

도 9는 장주기 광섬유 격자 필터장치에서 온도가 증가함에 따라 실리콘 수지등의 리코팅 재료에 의한 장파장이동 효과와, 코아에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가하는 것에 의한 단파장이동 효과에 따른 온도보상효과를 나타내는 그래프이다. 도 9의 참조부호 ①은 온도변화에 따라 클래딩/리코팅부의 굴절율 변화부분에 의한 커플링 파장의 장파장이동을 나타내는 선이고, 참조부호 ③은 온도변화에 따라 코아/클래딩 굴절율 변화부분에 의한 커플링 파장의 단파장이동을 나타내는 선이다.9 shows a long wavelength shift effect by a coating material such as a silicone resin as the temperature increases in a long period optical fiber grating filter device and a short wavelength shift effect by adding B 2 O 3 to the core relatively more than GeO 2. This graph shows the temperature compensation effect. 9 is a line indicating the long wavelength shift of the coupling wavelength due to the refractive index change portion of the cladding / recoating portion according to the temperature change, and ③ is a coupling by the core / cladding refractive index change portion according to the temperature change. This line represents the short-wavelength shift of the wavelength.

이에따라 본 발명에 의한 장주기 광섬유 격자 필터장치에서 커플링 파장의 장파장 이동과 단파장 이동이 동시에 일어나 온도보상이 이루어짐을 알 수 있다.(참조부호 ②)Accordingly, it can be seen that the long-wavelength shift and the short-wavelength shift of the coupling wavelength occur simultaneously in the long period optical fiber grating filter apparatus according to the present invention to perform temperature compensation.

도 10a와 도 10b는 코아에 단파장 이동효과가 발생되지 않는 일반적인 장주기 광섬유 격자 필터장치에서 리코팅을 하지 않은 경우와, 실리콘 수지로 리코팅을 한 경우에 온도변화에 따른 파장이동 특성을 나타내는 그래프이다.10A and 10B are graphs showing wavelength shift characteristics according to temperature change when a core is not coated in a general long period optical fiber grating filter device in which a short wavelength shift effect does not occur and when a core is coated with a silicone resin. .

본 발명에 따라서 도 8과 도 11은 광섬유 코아에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가함으로서 음의 파장이동범위를 보이는 상태에서, 장주기 광섬유 격자 필터장치에 리코팅을 하지 않은 경우(도 8)와, 실리콘 수지로 리코팅을 한 경우(도 11)에 발생되는 온도변화에 따른 파장이동 특성을 나타내는 그래프이다.8 and 11 according to the present invention is a case in which the long period optical fiber grating filter device is not recorded in the state of showing a negative wavelength shift range by adding more B 2 O 3 to the optical fiber core than GeO 2 (Fig. 8) and a graph showing the wavelength shift characteristic according to the temperature change generated in the case of coating with silicone resin (FIG. 11).

이하에서는 일반적인 도 10a와 도 10b 및 본 발명에 따른 도 8과 도11을 비교하여 본 발명에 따른 온도보상효과를 비교설명하기로 한다.Hereinafter, the temperature compensation effect according to the present invention will be described by comparing the general FIGS. 10A and 10B and FIGS. 8 and 11 according to the present invention.

도 10a에 도시된 바와같이, 일반적인 장주기 광섬유 격자 필터장치에 리코팅을 하지 않은 경우에는 온도가 증가함에 따라서 파장은 장파장쪽으로 이동함을 알 수 있으며, 이때의 온도의존성은 약 5.08nm/100℃ 이다.As shown in FIG. 10A, when the conventional long period optical fiber grating filter device is not coated, it can be seen that the wavelength moves toward the longer wavelength as the temperature increases, and the temperature dependency at this time is about 5.08 nm / 100 ° C. .

한편, 도 10b에 도시된 바와같이, 일반적인 장주기 광섬유 격자 필터장치에 실리콘 수지로 리코팅을 한 경우에는 온도가 증가함에 따라서 파장이 장파장쪽으로 이동함을 알 수 있으며, 이때의 온도의존성은 약 10nm/100℃ 이상이다.On the other hand, as shown in Figure 10b, in the case of the coating on the conventional long-period optical fiber grating filter device with a silicone resin it can be seen that the wavelength is shifted toward the longer wavelength as the temperature increases, the temperature dependence at this time is about 10nm / It is 100 degreeC or more.

일반적인 장주기 광섬유 격자들에 실리콘 수지로 리코팅을 하면, 광섬유의 코아에 의한 장파장 이동효과와 실리콘 수지에 의한 장파장 이동효과가 더해져 더 큰 장파장 이동효과가 일어남을 알 수 있다. 즉, 온도 의존성이 더욱 증가됨을 알 수 있다.When the long-term optical fiber gratings are coated with a silicone resin, the long-wave shift effect by the core of the optical fiber and the long-wave shift effect by the silicone resin are added, resulting in a larger long-wave shift effect. That is, it can be seen that the temperature dependency is further increased.

도 8에서는 본 발명에 따라 광섬유 코아에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가한 상태에서 리코팅을 하지 않은 경우, 온도가 증가함에 따라 파장은 단파장쪽으로 이동함을 알 수 있으며, 이때 온도의존성은 약 -4.7nm/100℃ 이다.In FIG. 8, when the recording is not performed in a state in which B 2 O 3 is added to the optical fiber core in a state where Ge 2 is relatively higher than that of GeO 2 , as the temperature increases, the wavelength shifts toward the shorter wavelength. The dependency is about -4.7 nm / 100 ° C.

한편, 도 11에서는 본 발명에 따라서 광섬유 코아에 도판트로 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가한 상태에서 실리콘 수지로 리코팅을 하여, 코아에 의한 단파장 이동효과와 리코팅재에 의한 장파장 이동효과가 동시에 발생하여 온도보상이 이루어져 온도가 증가함에 따른 파장변화가 거의 없음을 알 수 있다. 이때의 온도 의존성은 0.7nm/100℃ 이다.On the other hand, in Figure 11 is coated with a silicone resin in the state in which B 2 O 3 is added to the optical fiber core with a dopant as a relatively larger than GeO 2 according to the present invention, the short wavelength shift effect by the core and the long wavelength shift by the coating material It can be seen that the effect occurs at the same time, so that the temperature compensation is performed and there is almost no wavelength change as the temperature increases. The temperature dependence at this time is 0.7 nm / 100 degreeC.

이렇게 제작된 장주기 광섬유 격자 필터장치가 도 12에 도시되었다. 참조부호 120은 적절한 B2O3이 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가된 코어를 의미하고, 참조부호 122는 코어를 감싸는 클래딩을 의미하며, 126은 코어에 길이방향으로 다수개 형성된 장주기 광섬유 격자들을 의미한다. 또한 참조부호 128은 상기 장주기 광섬유 격자들을 패키지화한 리코팅부를 의미하며, 상기 리코팅부는 실리콘 수지이다.The long period optical fiber grating filter device manufactured as described above is illustrated in FIG. 12. Reference numeral 120 denotes a core in which appropriate B 2 O 3 is added relatively more than GeO 2 , reference numeral 122 denotes a cladding surrounding the core, and 126 denotes a long period optical fiber grating formed in the core in the longitudinal direction. do. In addition, reference numeral 128 denotes a recording part in which the long period optical fiber gratings are packaged, and the recording part is a silicone resin.

결과적으로, 광섬유 코아에 B2O3를 GeO2보다 상대적으로 많이 첨가하여 온도증가에 따른 커플링 파장이동이 음의 파장이동범위를 갖도록 하면, 온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 커플링 파장이동이 양의 파장이동범위를 리코팅부와 결합하여 커플링 파장이동이 거의 없는 온도보상 효과를 얻을 수 있는 것이다.As a result, when B 2 O 3 is added to the optical fiber core relatively more than GeO 2 so that the coupling wavelength shift due to the temperature increase has a negative wavelength shift range, the refractive index decreases with the temperature increase and the coupling wavelength shift is increased. By combining the positive wavelength shift range with the recording unit, a temperature compensation effect with little coupling wavelength shift can be obtained.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 첨가되는 도판트의 양에 따라 온도증가에 의한 커플링 파장이동이 음의 파장이동범위를 갖는 코아 및 온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 커플링 파장이동이 양의 파장이동범위를 갖는 리코팅부로 구성되어 온도증가에 따른 장주기 광섬유 격자들의 커플링 파장 이동을 보상할 수 있다. 따라서, 보다 용이하게 장주기 광섬유 격자 필터장치의 온도보상이 가능하다.As described above, in the present invention, the coupling wavelength shift due to the increase of the dopant is added to the core having a negative wavelength shift range and the refractive index decreases according to the temperature increase, so that the coupling wavelength shift is positive. It is composed of a recording unit having a wavelength shift range can compensate for the coupling wavelength shift of the long period optical fiber gratings with increasing temperature. Therefore, temperature compensation of the long period optical fiber grating filter device can be performed more easily.

Claims (5)

장주기 광섬유 격자들이 주기적 거리로 형성된 코아;A core having long period optical fiber gratings formed at periodic distances; 상기 코아를 감싸는 클래딩;A cladding surrounding the core; 상기 장주기 광섬유 격자들이 형성되지 않은 부분의 클래딩을 감싸는 코팅부; 및A coating part surrounding a cladding of a portion where the long period optical fiber gratings are not formed; And 상기 장주기 광섬유 격자들이 형성된 부분의 클래딩을 감싸는 리코팅부로 이루어지는 장주기 광섬유 격자 필터장치에 있어서,In the long-period optical fiber grating filter device comprising a coating portion surrounding the cladding of the portion where the long-period optical fiber gratings are formed, 상기 코아에 첨가되는 도판트의 양에 따라서 온도증가에 의한 커플링 파장이 음의 파장이동을 갖는 코아/클래딩 굴절율 변화부분; 및A core / cladding refractive index change portion in which a coupling wavelength due to temperature increase has a negative wavelength shift depending on the amount of dopant added to the core; And 온도증가에 따라 굴절률이 감소하여 커플링된 파장이 양의 파장이동을 갖는 클래딩/리코팅부 굴절율 변화부분으로 구성되어 온도보상이 이루어지는 장주기 광섬유 격자 필터장치.A long-period optical fiber grating filter device having a temperature compensation by changing a refractive index of a cladding / recoating part having a positive wavelength shift because a refractive index decreases with increasing temperature. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도판트는 GeO2와 B2O3를 포함하며, 첨가되는 GeO2의 양에 따라 증가되는 굴절률에 의한 커플링파장 이동과, 첨가되는 B2O3의 양에 따라 감소되는 굴절률에 의한 커플링파장 이동의 합이 음의 파장이동을 갖는 장주기 광섬유 격자 필터장치.The dopant comprises GeO 2 and B 2 O 3 , coupling due to the shift of the coupling wavelength due to the refractive index increased with the amount of GeO 2 added, and the coupling due to the refractive index decreased with the amount of B 2 O 3 added A long period optical fiber grating filter device having a sum of wavelength shifts having a negative wavelength shift. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리코팅부는 온도증가에 따라 굴절률이 감소하는 폴리머 재질인 장주기 광섬유 격자 필터장치.The recording unit is a long period optical fiber grating filter device of a polymer material that the refractive index decreases with increasing temperature. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 폴리머 재질은 실리콘 수지인 장주기 광섬유 격자 필터장치.The polymer material is a silicon resin long cycle optical fiber grating filter device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 리코팅부의 굴절율이 클래딩의 굴절율보다 작은 장주기 광섬유 격자 필터장치.And a long period optical fiber grating filter device having a refractive index smaller than that of the cladding.
KR1019990038267A 1999-09-09 1999-09-09 Long period optical fiber grating filter device KR100334801B1 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990038267A KR100334801B1 (en) 1999-09-09 1999-09-09 Long period optical fiber grating filter device
AU57178/99A AU735273B2 (en) 1999-09-09 1999-11-01 Long period optical fiber grating filter device
CA002288349A CA2288349C (en) 1999-09-09 1999-11-02 Long period optical fiber grating filter device
DE19955314A DE19955314B4 (en) 1999-09-09 1999-11-17 Long-period, fiber optic grating filter device
FR9914503A FR2798476B1 (en) 1999-09-09 1999-11-18 DEVICE FOR LONG-PERIOD OPTICAL FIBER NETWORK FILTER
CNB991248325A CN1175295C (en) 1999-09-09 1999-11-18 Long period optical fiber grating filter device
GB9929890A GB2354083B (en) 1999-09-09 1999-12-20 Temperature compensating long period optical fibre grating filter device
US09/467,688 US6314222B1 (en) 1999-09-09 1999-12-21 Long-period optical fiber grating filter device
JP2000167955A JP2001091762A (en) 1999-09-09 2000-06-05 Long period optical fiber grid type filter device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990038267A KR100334801B1 (en) 1999-09-09 1999-09-09 Long period optical fiber grating filter device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010026805A KR20010026805A (en) 2001-04-06
KR100334801B1 true KR100334801B1 (en) 2002-05-02

Family

ID=19610680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990038267A KR100334801B1 (en) 1999-09-09 1999-09-09 Long period optical fiber grating filter device

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100334801B1 (en)
CA (1) CA2288349C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8488924B2 (en) 2009-07-03 2013-07-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical waveguide and bi-directional optical transceiver
CN103941330A (en) * 2014-05-07 2014-07-23 南通大学 Composite structure long-period fiber grating

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0647327A1 (en) * 1992-06-24 1995-04-12 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Photoinduced grating in b2o3 containing glass
EP0798573A1 (en) * 1995-10-16 1997-10-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber diffraction grating, production method thereof and laser light source
US5757540A (en) * 1996-09-06 1998-05-26 Lucent Technologies Inc. Long-period fiber grating devices packaged for temperature stability
JPH10170736A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Long-cycle fiber grating, and method and device for controlling loss wavelength
JPH11202113A (en) * 1997-10-16 1999-07-30 Lucent Technol Inc Recoatable temperature-nonreactive long-cycle diffraction grating

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0647327A1 (en) * 1992-06-24 1995-04-12 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Photoinduced grating in b2o3 containing glass
EP0798573A1 (en) * 1995-10-16 1997-10-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber diffraction grating, production method thereof and laser light source
US5757540A (en) * 1996-09-06 1998-05-26 Lucent Technologies Inc. Long-period fiber grating devices packaged for temperature stability
JPH10170736A (en) * 1996-12-12 1998-06-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Long-cycle fiber grating, and method and device for controlling loss wavelength
JPH11202113A (en) * 1997-10-16 1999-07-30 Lucent Technol Inc Recoatable temperature-nonreactive long-cycle diffraction grating

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8488924B2 (en) 2009-07-03 2013-07-16 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical waveguide and bi-directional optical transceiver
CN103941330A (en) * 2014-05-07 2014-07-23 南通大学 Composite structure long-period fiber grating

Also Published As

Publication number Publication date
CA2288349A1 (en) 2001-03-09
KR20010026805A (en) 2001-04-06
CA2288349C (en) 2002-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Vengsarkar et al. Long-period fiber gratings as band-rejection filters
US6845202B2 (en) Optical fiber maximizing residual mechanical stress
EP1191365A1 (en) Optical fiber grating element, production method thereof and optical fiber filter
EP0849231B1 (en) Athermalized codoped optical waveguide device
US7457495B2 (en) Method of filtering optical signals with a capillary waveguide tunable optical device
ITMI992378A1 (en) LONG-TERM OPTICAL FIBER RETICLE FILTER DEVICE
US6314222B1 (en) Long-period optical fiber grating filter device
US6233381B1 (en) Photoinduced grating in oxynitride glass
KR100318918B1 (en) Temperature compensated long period optical fiber grating filter using multi cladding structure
KR100322136B1 (en) Temperature-compensated long period optical fiber grating filter
KR20000002930A (en) Optical fiber for bragg grating and bragg grating filter using the same
US7409133B2 (en) Capillary waveguide tunable optical device
KR100334801B1 (en) Long period optical fiber grating filter device
Shin et al. High strength coupling and low polarization-dependent long-period fiber gratings based on the helicoidal structure
JPH1184117A (en) Reflection type optical waveguide grating
US6549706B2 (en) Photoinduced grating in oxynitride glass
Yamasaki Characteristics of long period fiber grating utilizing periodic stress relaxation under high temperature environment
RU2173866C2 (en) Filter based on fiber-optical diffraction gratings with large periods
JP3717307B2 (en) Optical fiber type optical components
CA2287137C (en) Polarization insensitive grating in a planar channel optical waveguide and method to achieve the same
Tsoi et al. Fabrication of long-period waveguide grating (LPWG)
Luo et al. Optical fiber grating tuning device and application

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080306

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee