RU2001131551A - Стабильное к воздействию окружающей среды устройство дифракционной решетки в оптическом волокне с компенсацией теплового расширения и способ изготовления стабилизированного устройства - Google Patents

Claims (41)

1. Стабильное не зависящее от температуры окружающей среды устройство решетки волоконно-оптического волновода для использования в среде прокладки оптического волновода, содержащее волоконно-оптическую решетку, которая отражает свет с центральной длиной волны λ, прошедшую стабилизационную обработку стабильную от воздействия окружающей среды подложку из бета-эйкриптитовой стеклокерамики с отрицательным тепловым расширением, при этом волоконная решетка прикреплена с натяжением к указанной подложке стойким от воздействия окружающей среды сплавным соединением стеклоприпоем, при этом подложка компенсирует тепловые смещения длины волны в указанной волоконной решетке и указанная длина волны λ изменяется менее, чем на ±0,015 нм при воздействии влажной среды.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанное стойкое от воздействия окружающей среды сплавное соединение стеклоприпоем является сплавным соединением свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что длина волны λ изменяется менее, чем на ±0,030 нм при воздействии влажной среды.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что указанная подложка дополнительно содержит множество выращенных микротрещин, которые содержат заполненные вершины.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что указанная подложка является прошедшей предварительное кондиционирование вымоченной в воде увлажненной высушенной подложкой.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подложка является телом с микротрещинами, имеющим размерную длину и множество микротрещин, при этом микротрещины имеют стабилизированную длину, где размерная длина тела подложки с микротрещинами стабилизирована при воздействии среды прокладки оптического волновода.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что величина длины тела подложки с микротрещинами изменяется менее, чем на 50 частей на миллион при воздействии среды прокладки оптического волновода.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что указанная длина изменяется менее, чем на 32 части на миллион.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная подложка является телом, имеющим множество микротрещин, заканчивающихся вершинами и вершины этих микротрещин по существу заполнены выщелоченными составляющими стеклокерамики.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что тело подложки меняет размеры не более, чем на 20 частей на миллион при воздействии среды, в которой прокладывается оптический волновод.

11. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сплавное соединение свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем содержит фазоинвертирующую присадку.

12. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сплавное соединение свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем содержит пирофосфат.

13. Устройство по п.2, отличающееся тем, что волоконная решетка прикреплена с натяжением к указанной подложке сплавным соединением стеклоприпоем при температуре связи стеклоприпоя в диапазоне от 405°С до 440°С.

14. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сплавное соединение стеклоприпоем образует связь с волоконной решеткой, которая имеет прочность на отрыв более 0,453 кг.

15. Устройство по п.2, отличающееся тем, что сплавное соединение стеклоприпоем образует связь с волоконной решеткой, которая имеет прочность на отрыв в диапазоне 0,453-1,359 кг.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит негерметичный защитный контейнер, при этом волоконная решетка прикреплена к подложке, расположенной в указанном негерметичном контейнере.

17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит герметичный защитный контейнер, при этом волоконная решетка прикреплена к подложке, расположенной в указанном герметичном контейнере.

18. Способ изготовления стабильного не зависящего от температуры окружающей среды устройства решетки волоконно-оптического волновода для использования в среде прокладки оптического волновода, при котором получают волоконно-оптическую решетку, работающую на центральной длине волны λ, стабилизируют от воздействия окружающей среды подложку из бета-эйкриптитовой стеклокерамики с отрицательным тепловым расширением, крепят указанную решетку с натяжением к указанной стабилизированной от воздействия окружающей среды стеклокерамической подложке стойким к воздействию окружающей среды сплавным соединением свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем, где указанная подложка компенсирует тепловое смещение длины волны в указанной решетке и указанная длина волны изменяется менее, чем на ±0,020 нм при воздействии влажной среды.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что стабилизация от воздействия окружающей среды подложки включает этапы, при которых получают размерно-нестабильную подложку, погружают полученную подложку в ванну с водой, выдерживают вымоченную подложку во влажной атмосфере и сушат указанную выдержанную подложку.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что стабилизация от воздействия окружающей среды подложки включает этапы, при которых получают размерно-нестабильную подложку, имеющую множество микротрещин, которые имеют длины и вершины, выращивают указанные микротрещины так, чтобы увеличить их длину и заполняют вершины указанных микротрещин.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что выдержка вымоченной подложки во влажной атмосфере включает этап, при котором выдерживают указанную подложку во влажной атмосфере, имеющей относительную влажность по меньшей мере 80%.

22. Способ по п.18, отличающийся тем, что крепление волоконной решетки к подложке сплавным соединением свинцово-цинковым стеклоприпоем включает этап, при котором обрабатывают сплавное соединение стеклоприпоем при температуре в диапазоне от 405°С до 440°С.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что крепление дополнительно содержит этап, при котором формируют сплавное соединение стеклоприпоем для создания связи с волоконной решеткой, которая имеет прочность на отрыв в диапазоне 0,453-1,359 кг.

24. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно содержит шаг, при котором помещают волоконную решетку, прикрепленную к подложке сплавным соединением стеклоприпоем в негерметичный контейнер.

25. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, при котором помещают волоконную решетку, прикрепленную к подложке сплавным соединением стеклоприпоем в герметичный контейнер.

26. Стабильное не зависящее от температуры окружающей среды устройство фильтра на основе решетки Брэгга волоконно-оптического волновода для использования в среде прокладки оптического волновода, содержащее волоконно-оптическую решетку Брэгга, которая отражает свет с центральной длиной волны λ, прошедшую стабилизационную обработку стабильную к воздействию окружающей среды подложку из бета-эйкриптитовой стеклокерамики с отрицательным тепловым расширением, при этом волоконная решетка прикреплена с натяжением к указанной подложке стойким к воздействию окружающей среды сплавным соединением стеклоприпоем, где подложка компенсирует тепловые смещения длины волны в указанной волоконной решетке и указанная длина волны λ изменяется менее, чем на ±0,015 нм при воздействии влажной среды.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что длина волны λ изменяется мене чем на ±0,010 нм и указанная влажная среда имеет влажность по меньшей мере 80%.

28. Устройство по п.26, отличающееся тем, что длина волны λ изменяется мене чем на ±0,010 нм при выдержке в течение 2000 ч в указанной влажной среде с относительной влажностью по меньшей мере приблизительно 85% и температуре приблизительно 25°С.

29. Устройство по п.26, отличающееся тем, что указанная подложка была вымочена в ванне с водой и выдержана во влажной атмосфере до крепления указанной решетки к указанной подложке.

30. Устройство по п.26, отличающееся тем, что указанная подложка является телом с микротрещинами, имеющим длину и множество микротрещин, при этом микротрещины имеют стабильную длину, где величина длины указанного тела подложки стабилизирована от воздействия среды, в которой прокладывается оптический волновод.

31. Устройство по п.30, отличающееся тем, что размерная длина тела подложки с микротрещинами изменяется менее чем на 32 части на миллион при воздействии среды, в которой прокладывается оптический волновод.

32. Устройство по п.26, отличающееся тем, что подложка является телом с микротрещинами, имеющим множество микротрещин, заканчивающихся вершиной, и указанные вершины микротрещин по существу заполнены осадком составляющих стеклокерамики, выщелоченных из указанного стеклокерамического тела подложки.

33. Способ изготовления стабильного не зависящего от температуры окружающей среды устройства решетки Брэгга волоконно-оптического волновода для использования в среде прокладки оптического волновода, при котором обеспечивают волоконно-оптическую решетку Брэгга, отражающую свет на центральной длине волны λ, стабилизируют подложку от воздействия окружающей среды из бета-эйкриптитовой стеклокерамики с отрицательным тепловым расширением, крепят указанную решетку с натяжением к указанной стабилизированной от воздействия окружающей среды стеклокерамической подложке, где указанная подложка компенсирует тепловое смещение длины волны в указанной решетке и указанная длина волны изменяется менее, чем на ±0,010 нм при воздействии влажной среды, имеющей относительную влажность 80%.

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что стабилизация от воздействия окружающей среды подложки включает этапы, при которых получают размерно-нестабильную подложку, погружают полученную подложку в ванну с водой, выдерживают вымоченную подложку во влажной атмосфере и сушат эту выдержанную подложку перед креплением.

35. Способ по п.33, отличающийся тем, что стабилизация от воздействия окружающей среды подложки включает этапы, при которых получают размерно-нестабильную подложку, имеющую множество микротрещин, которые имеют длины и вершины, выращивают указанные микротрещины для увеличения длины и заполняют вершины указанных микротрещин.

36. Способ по п.33, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, при котором устанавливают волоконную решетку, прикрепленную к подложке в негерметичный контейнер.

37. Способ по п.33, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, при котором устанавливают волоконную решетку, прикрепленную к подложке в герметичный контейнер.

38. Способ по п.33, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, при котором выдерживают указанную волоконную решетку, прикрепленную к указанной подложке в течение по меньшей мере 2000 ч во влажной среде с относительной влажностью по меньшей 90% и температурой приблизительно 25°С, и проводят мониторинг указанной длины волны λ.

39. Способ изготовления стабильного не зависящего от температуры окружающей среды устройства решетки Брэгга волоконно-оптического волновода для использования в среде прокладки оптического волновода, при котором: обеспечивают волоконно-оптическую решетку Брэгга, отражающую свет с центральной длиной волны λ, обеспечивают подложку из бета-эйкриптитовой стеклокерамики с отрицательным тепловым расширением, крепят указанную волоконную решетку с натяжением к стеклокерамической подложке сплавным соединением свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем при температуре в диапазоне от 410 до 430°С, где подложка компенсирует тепловое смещение длины волны в волоконной решетке и указанная длина волны λ изменяется менее чем на ±0,010 нм при воздействии влажной среды с относительной влажностью по меньшей мере 80%.

40. Способ по п.39, отличающийся тем, что крепление волоконной решетки к указанной подложке сплавным соединением свинцово-цинковым борсодержащим стеклоприпоем включает этап, при котором нагревают сплавное соединение стеклоприпоем до температуры 425°С.

41. Способ по п.39, отличающийся тем, что крепление включает этап, при котором нагрев осуществляют лучом лазера.