TW594082B - Compensating for chromatic dispersion in optical fibers - Google Patents

Compensating for chromatic dispersion in optical fibers Download PDF

Info

Publication number
TW594082B
TW594082B TW092119313A TW92119313A TW594082B TW 594082 B TW594082 B TW 594082B TW 092119313 A TW092119313 A TW 092119313A TW 92119313 A TW92119313 A TW 92119313A TW 594082 B TW594082 B TW 594082B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
mirror
optical phase
optical
patent application
Prior art date
Application number
TW092119313A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200404171A (en
Inventor
Yong Qin Chen
Fei Zhu
Original Assignee
Chromatic Micro Optics Inc
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 Chromatic Micro Optics Inc filed Critical Chromatic Micro Optics Inc
Publication of TW200404171A publication Critical patent/TW200404171A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TW594082B publication Critical patent/TW594082B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2706—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters
    • G02B6/2713—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters cascade of polarisation selective or adjusting operations
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29304—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 diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—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 diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29346—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 wave or beam interference
    • G02B6/29358—Multiple beam interferometer external to a light guide, e.g. Fabry-Pérot, etalon, VIPA plate, OTDL plate, continuous interferometer, parallel plate resonator
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29371—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 principle based on material dispersion
    • G02B6/29373—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 principle based on material dispersion utilising a bulk dispersive element, e.g. prism
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29379—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 characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29392—Controlling dispersion
    • G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29379—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 characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29395—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 characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2766—Manipulating the plane of polarisation from one input polarisation to another output polarisation, e.g. polarisation rotators, linear to circular polarisation converters
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/24—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
    • G02B6/29304—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 diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—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 diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29311—Diffractive element operating in transmission

Description

玖、發明說明：
【發明戶斤屬之技術領域J 發明領域 本申請案聲明2002年7月16日建檔之美國專利申請案 第60/396,321號之利益。 本發明係大體有關於光學纖維通訊之技術領域，特別 是有關於補償當光線透過一通訊系統之光學纖維傳播時累 積的色散。 發明背景 在光學纖維通訊系統之低成本帶寬的漸增需求提供對 提高位元率/輸送距離與光學纖維承載之波長分割多工 (WDM)頻道數之動機。在高位元率、長距離光學通訊系統 中之主要限制因素為在光學傳播通過光學纖維時會發生之 色散。色散致使特定波長之光線波以與不同波長之光線傳 播速度不同的速度通過光學纖維。色散之後果為包含多重 波長成份之光學脈衝在運行通過長的光學纖維後變得被嚴 重地失真。光學脈衝之失真會降低品質且漏失該光學信號 所承載之資訊。 光學纖維之色散的特徵有二個參數： 1.群組速度分散(GVD)，其為群組速度變化相對於波長的 比率；以及 2·分散斜率，其為分散變化相對於波長的比率。 就承載廣泛範圍波長之光線的典型光學纖維通訊系統 (如WDM系統或具有直接調變雷射或Fabry_p咖雷射之系 =而。’補彳貞制通過光學纖維之整個波長範圍之GV触 分散斜率是必要的。 一、 近幾年來，展現不同色散特徵之數種不同型式的光學 纖維已被使用於組裝光學通m這些不同型式之光學 纖維所展現的色散特徵視光學纖維之長度、光學纖維= 式、以及光學纖維如何被製造、光學纖維之裝配賴線斑 其他環境狀況㈣。因此，為補償這些不關式之光學纖 維所展現的色散’其餘擁有單—型摘色散補償裝置， 其提供可變的GVD與分散斜㈣㈣簡化存㈣制與光學 通訊網路管理。 數種解法曾被提出以緩和光學纖維通訊系統中之色 散。第1A圖不意地顯示的補償色散所使用的技術以與慣常 的傳輸光學纖維30成串地插入相當短的特殊色散補償光學 纖維(DCF)3卜DCF 31具有特殊的斷面指數剖面並展現與 光學纖維30相反之色散。以此方式連接下，傳播通過光學 纖維30之光線受到色散之光線使傳播通過dcf 31，其消除 因傳播通過光學纖維30所致的色散。然而為獲得與光學纖 維30相反的色散，DCF 31比起光學纖維30有小很多之模態 場直徑，且DCF 31更容易受到非線性影響。此外，其難以 使用在最低空間模態作業下之DCF 31以完全消除被二種特 殊光學纖維（即分散位移光學纖維(DSF)與非零分散位移光 學纖維(NZDF))所展現的GVD與分散斜率。 第1B圖示意地顯示之一替選的線内色散補償技術插入 一第一模態變換器33，其接收在該第一光學纖維3〇與一高 模態DCF 34間傳播通過一段光學纖維3〇之光線。在通過高 模態DCF 34後，光線便通過一第二模態變換器35並進入第 二段之光學纖維30。類似於第1A圖之DCF 31，高模態DCF 34展現與光學纖維3〇相反之色散，而比起dCf 31所支援地 支援單一較高階的空間模態。該較高階空間模態之高模態 DCF 34的模態場直徑可比擬二種光學纖維3〇者。因而，模 態變換器33變換由第一光學纖維30被放射的光線成為高模 態DCF 34所支援之較高階空間模態，而模態變換器35逆轉 由咼模態DCF 34被放射的來自該較高階空間模態的變換回 復光線為較低階空間板悲用於輕合回到該第二光學纖維3〇 内。第1B圖所顯示之裝置所展現的問題在於其難以完全地 將光線由一空間模態變換為另一個。另一個問題在於其亦 難以維持光線在單一較高階空間模態内運行。因此，用第 1B圖顯示之裝置對色散所補償的信號整合性易於受到在多 重不同空間模悲中傳播之光線的不同群組速度所致的模型 分散之影響。 由於將DCF媒合在本領域之各種光學纖維3〇型式的模 態之困難，調整DCF所展現之色散為特定光學纖維3〇所要 求者為不切實際的。此外，DCF亦展現高的插入損失。此 光學信號強度之損失必須用光學放大器被彌補。因而，使 用DCF補償色散顯著地增加—光學通訊系統之整體成本。 第2圖不意地顯示不同技術使用動態平移（也丨卬纖 維Bragg光栅42以提供色散補償。由光學纖維3〇被放射之光 594082 線脈衝的不同波長成份透過一循環器41進入該動態平移光 柵42以便由該動態平移光栅42的不同段落朝向該循環器41 被反射回來。一審慎設計的動態平移光柵42因而可補償在 光學纖維30累積之色散。被該動態平移光栅42提供之色散 5量可藉由改變該光栅纖維之張力與/或溫度而被調整。不幸 的是，Bragg光柵僅反射窄帶寬之WDM光譜。多重動態平 移光栅可被串級以擴展該光譜寬度。然而，串級多重動態 平移光柵42會造成昂貴的色散補償裝置之結果。 而第3A圖示意地顯示另一技術，其為色散補償運用體 1〇繞射光柵50。明確地說，離開傳輸光學纖維30之光線首先 被形成為一校準光束51。然後該體繞射光柵50被用以產生 來自校準光束51之角度分散（繞射角針對波長之變化比 率）。典型上由鏡頭53及後面有鏡54被置於鏡頭53之焦點平 面所組成的一光線送回設施52將該被繞射之光線反射回到 15繞射光柵50上。被繞射之光線反射回到繞射光栅50上將該 角度分散變換為色散。沿著校準光束路徑被插入之循環器 可被用以分離由到來之校準光束51離開繞射光柵50之色散 被補償的光線。在第3 A圖顯示之裝置中，色散量可藉由變 化繞射光栅50與鏡頭53間之距離，與/或光束摺疊鏡54之曲 20率而被調整。然而，體繞射光栅50僅產生小的角度分散。 後果為，使用第3A圖顯示之裝置補償在光學通訊系統中發 生的大色散會需要不務實之大的裝置。 一類比校準技術以如在2002年5月21曰發給Masataka Shirasaki與Simon Cao挺出之申請案的美國專利第 8 594082 6,390,633號（簡稱為，咖專利），題目為“〇ptical Apparatus
Which Uses a Virtually Imaged Phased Array to Produce Chromatic Dispersion”所描述之虛擬成像相位陣列（VIpA) 來取代繞射光柵50。如再生該，633專利之第7圖的第3B圖顯 5示者，VIPA包括一個線形聚焦元件如圓柱鏡頭54與一特殊 塗裝之平行板58。校準光束51透過線聚焦圓柱鏡頭57以小 的入射角進入VIPA，並以大的角度分散由VIPA出現。在與 第3A圖顯示之光線送回設施52組合下，VIPA可產生足夠的 色散以補償在光學纖維傳輸系統出現的分散。不幸的是， 10 VIPA分配該校準光束51之能量為多重繞射階。由於每一繞 射階展現不同的分散特徵，僅有一階可被用以補償色散。 後果為，VIPA展現高的光學損失，且使ffivIPA實施分散斜 率補償為繁雜且昂貴的。VIPA亦導致高的分散波型，即針 對波長的殘餘分散的快速變化，此使VIPA不適於線内色散 15 補償。
可用於色散補償之另一技術為一全通濾波器。全通濾 波器為對到來的光學信號展現扁平的振輻反應與週期性相 位反應之裝置。由於如熟習本技藝者所知的，色散為相位 延遲的二階導數，全通濾波器因而可被用以補償色散。全 20通濾波器用於色散補償之全通濾波器的施作為 Gires-Toumois干擾儀與環形鏡。一篇在1998年mEE
Photonic Technology Letters 出版第 1〇 卷 7 期第 944 頁 C. Madsen與G. Lenz的一篇標題為 “〇pticai All-Pass Filter for
Phase Response with Applications for Dispersion 9
Compensation”之文章揭示全通濾波器可如何就色散補償 被使用。使用色散補償之全通濾波器的問題包括其導入高 的分散波型，或無法為實務應用產生足夠的色散補償。後 果為，全通濾、波器亦不適於線内色散補償。 由於色散補償在高效能的光學纖維通訊系統中非常重 要，具有低的分散波型、相當低之插入損失、且其能補償 在光學纖維傳輸系統已展開之各種光學纖維不同型式所展 現的各種色散型式之簡單又可調整的色散補償器就提高位 元率/輸送距離與光學纖維所能承載之WDM頻道二者而言 均是南度地有利的。 【發明内容3 發明概要 本發明提供一種方法與一種裝置，其產生可調整量之 色散，且其對補償光學纖維系統之色散為實用的。 本發明之-目標為要提供展現低分散波型之色散補 償。 本發明之另-目標為要提供展現相當低的插入損失之 色散補償。 本發明之另-目標為要提供實用的色散補償。 本發明之另-目標為要提供色散補償，其能補償在光 學纖維傳輪系統已展開或在未來可被展開之各種光學纖維 不同型式所展現的各種色散型式。 ft明之另—目標為要提供色散補償，其提高位元率/ 輸迗距離。 維能本承=M;r。編色細，其增加光學纖 G:與:=:目標為要提供色散補償，其同時補償 播、雨、/月之3目^為要提供色散補償，其同時補償傳 播通過-光學纖維的整個範圍之GVD與分散斜率。 到非=明之另—目標為要提供色散補償，其比較不易受 到非線性效應之影響。 10
本發月之另目^為要提供色散補償，其不需要變換 不同空間模態間之光線。 本發月之另目標為要提供色散補償，其比較不易受 到模型分散之影響。 本么明之另-目標為要提供色散補償，其佔用的空間 量相對地較小。 15 树明之另—目標為Μ光學軌线提供具有成本
有效的色散補償。 簡要地說，本發明為一種色散補償器與操作其之方 法其就一光學通訊系統之較佳績效被採用。在一較佳實 施例中，該色散補償器包括一校準設施，其接收來自一光 2〇學纖維端部的光線之空間上分歧的光束。該校準設施將該 空間上分歧的光束變換成由此被放射之主要被校準之光 束0 該色散補償器亦包括一光學相位效果器，其提供一入 口窗接收該主要被校準之光束。該光學相位效果器將由該 11 594082 光學相位效果器被放射成為波帶模型之光束成角度地分 散。在此方式下，該光學相位效果器接收之光束變成被分 離為波帶，使得具有特定波帶内之特定頻率的光線與具有 相同波帶的其他頻率之光線有角度上偏離。 5 最後，該色散補償器包括一光線送回設施接收該角度 式地被分散之光線並透過該光學相位效果器將之反射回來 以離開其入口窗附近之光學相位效果器。 這些與其他特色、目標與優點將由下列較佳實施例如 各圖顯示的詳細描述被一般熟習本技藝者所了解或對其為 10 明白的。 圖式簡單說明 第1A圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 其使用特殊的色散補償光學纖維用於降低一光學通訊系統 之色散； 15 第1B圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 其使用模態變換器與一高模態色散補償光學纖維用於降低 一光學通訊系統之色散； 第2圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術，其 使用一纖維Bragg光栅降低一光學通訊系統之色散； 20 第3A圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 其使用體繞射光栅與光線送回設施降低一光學通訊系統之 色散； 第3B圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 其使用VIPA以產生所需的大角度分散降低一光學通訊系統 12 594082 之色散； 第4圖為一示意圖，揭示依照本發明之一色散補償裝置 的實施例’其包括一光線設施、一光學相位效果器、與一 光線送回設施； 5 第5A圖為一示意圖，揭示以本發明一實施例的第4圖顯 示之光線耦合設施為基礎的棱鏡之平面圖； 第5B圖為一示意圖’揭示以本發明另一實施例的第4 圖顯示之光線麵合設施為基礎的體繞射光栅之平面圖； 第6A圖為一示意圖，揭示用習知技藝之VIpA為具有單 1〇 —波長之光束被產生之繞射模型； 第6B圖為一示意圖，揭示用依照本發明之光學相位效 果器為具有單一波長之光束被產生之繞射模型； 第7A ’ 7B ’ 7C ’ 7D ’ 7E與7F圖為一示意圖，揭示各 種不同組配，全部用於依照本發明之光學相位效果器的釋 15 例性實施例； 第8A圖為-示意圖，揭示本發明之一實施例，其中該 光線送回設施運用-凹面鏡作為其光線聚焦元件； 第8B圖顯示針對本發明—實施例之光學相位效果器的 光線聚焦元件與光線送回鏡的位置； 2〇 鋒圖為一平面示意圖，顯示依照本發明-實施例用 於Μ色散已被補償之光線回到一通訊系統内的方法； 第9Β圖為-平面不思圖，顯示依照本發明一實施例用 於耗合色散已被補償之光線回到一通訊系統内的一替選方 法； 13
第1〇圖為—示意圖，揭示用本發明之實施例的第4, 8A #9A5|l光線送回鏡就含有多重WDM波道之到來的光束 所發生的強度分佈； 第11®為一示意圖，揭示依照本發明之第4圖的光線送 $鏡之各種不同形狀，其分別完全補償被各種市面可取得 的光學纖維以所展_色散；以及 10 第12圖為一眼圖，顯示用遠離該段光學纖維80 km之依 “、、本發明的色散補償器所補償之含有4000 km的光學纖維 之10 Gbps光學纖維傳輸系統的模擬結果。 t 】 較佳實施例之詳細說明 第4圖顯不依照本發明之一光學色散補償器，其整體以 疋件符#ϋ6()表示。在—實施例中，色散補償H6G包括基本 凡件·一校準設施61、一光學相位效果器62、與一光線送 回《又％66。將在下面更詳細被解釋之光學相位效果器62包 括，入口窗63與二平行表面64，65。亦將在下面更詳細被 解釋之光線送回設施66包括—光線聚焦元件67與一曲面鏡 68位於忒光線聚焦元件67之聚焦平面附近。 20 ^如第5Α圖顯示者，校準設施61之—較佳實施例包括一 杈準器71，其接收由光學纖維3〇端部被放射之空間上分歧 光束如對熟餐本技藝者明白的是，由光學纖維％端部 被放射之紐可因光線之通過光學_3()而在二相互正交 的平面中被極化。校準器71將由光學纖維3()端部被放射之 空間上分歧之光束變換成校準光束72，其在由校準器而 14 594082 放射至自由空間内時保留二相互正交的極化。校準光束72 撞擊至雙折射板73上，其將到來的校準光束分離成具有委 直極化74，75之空間上可辨的二分量。然後具有極化74之 光線通過-第-半波板76，其旋轉該光線，使得二光束之 5極化位於相同表面、現在均具有位於相同表面之極化的二 光束撞擊至稜鏡77上，其將二光束以稍微成角度地分散。 該等以稍微成角度地分散之二光束撞擊至一第二半波板78 上，其以90。旋轉二光束之極化。 在第5B圖顯示之校準設施61的一替選實施例以一體繞 10射光柵77&替代稜鏡77以獲得角度分散之類似量。包括有體 繞射光栅77a之此校準設施61的一替選實施例省略該第二 半波板78。 不論校準設施61是使用稜鏡77或體繞射光柵77a，校準 設施61如下面更詳細討論地放射光線之主要被校準之光 15束。其應被注意到，在光學輸送系統中之色散補償，分散 斜率之控制並非關鍵的，就如在涉有波長受限或相當短的 光學纖維30之系統中，稜鏡77或體繞射光栅77a可以對色散 補償器60影響很小地被取消。此外，熟習本技藝者將了解 到在離開光學纖維30之光線若具有定義完備之極化時，例 20如光線是直接來自維持單一、扁平極化之雷射或其他型式 之裝置時，在第5A與5B圖分別顯示之光學配置可顯著地被 簡化。 自校準設施61被放射之光線透過入口窗63進入光學相 位效果裔62而將在沿著光學相位效果益62長度之平行表面 15 594082 64, 65間來回地被反射。在第从與 祕的任-實_的絲配 I，—之校準設 Γ’—_。由於 ===_62内部以靠近臨界一 角技擊表面65之从將^數由表面_ 65缺少任何塗覆亦然。 射，就#表面 户地光Γ通訊系統中使用，光學相位效果器62較 ί為固Μ之板，雖然其亦可由任何其他材料被做成， 10 15 1·為透明的以讓光線傳播通過 ，曰士 t u予和位效果器62 ;以及 2·具有之折射率大於周圍的媒體。 該光學相位效果器62的二 a、，古亡 十仃表面之一.，表面64較佳 地以冋反射性薄膜被塗覆，例 E a J如在於其上撞擊之光線的波 長八有商於98%反射性之薄膜。後果為，表面64在此被稱 為「反射性表面」。另—表面65較佳地被抛光，雖然其亦可 用部分反純的賴被塗覆，例如在於其上撞擊之光線的 波長，、有大約98%反射性之薄膜。該表面在此被稱為「散 折射表面i。 構成入口窗63之固態光學相位效果器62的一個角落被 2〇斜切。被斜切之入口窗63用抗反射薄膜被塗覆以促使光束 通過此處進入光學相位效果器62内。在光束通過入口窗63 以幾近法線入射角進入入口窗63内後分割成二部分，其接 續撞擊至該光學相位效果器62之散折射表面65上。如上面 解釋的’大多數的每一光束在撞擊表面65之際於光學相位 16 594082 效果器62内部反射。未由表面65反射之每一光束的部份用 折射透過表面65離開光學相位效果器62。光學相位效果器 62之組配較佳地將撞擊至表面65上之每一光束排向為入射 角0，其稍微比該臨界角小。後果為，此光學相位效果器 5 62之組配意即光線在表面65之折射以大於由散折射表面65
法線成45°之角度p臨界射出附近而發生。在表面65被反射 之每一光束的部分持續在光學相位效果器62的二平行表面 64，65間來回反射，而以該光束之一部分在表面65光束撞 擊由光學相位效果器62折射出來。在每次光束遭遇散折射 10表面65時’小部分的光束用折射離開光學相位效果器62。 若光學路徑在連續的反射間有延遲即^厂，在由表面65出現 之所有光束間發生的構建性干擾等於進入光學相位效果器 62之光線波長λ的整數倍數。 Δ p = 2hn cos Θ = m λ ⑴ 15 4h2(n2-sin2(/) ) = m2 λ2 ⑺ 此處
η為形成光學相位效果器62之材料的折射率 0為由光學相位效果器62内部反射之光線對表面65之入 射角 2〇 Ρ為透過表面65離開光學相位效果器62之光線的折射角 η為光學相位效果器62之厚度 m為干擾之階 由下面之關係(3)設立的光學相位效果器62之角分散能 力可由公式(2)被導出： 17 5594082 δ φ n2 — sm2φ --^ - ⑶ δ λ λ sin ψ cos φ 若Ρ幾近於臨界角，光學相位效果器62產生透過表面 65之光線的大角分散。若ρ趨近於光學相位效果器62之表 面65的法線，大的角分散亦可被實現。由表面65發射之光 線的排向對應於由VIPA之平行板58發射之光線的排向。 10 雖然光學相位效果器62與VIPA具有類似的角分散能 力，其繞射型態顯著地不同。如第6Α圖示意地顯示者，在 VIPA之平行板58腰部的光束必須非常小以同步地減少角度 P與光能量之損失。後果為就特定的光線之波長；^而言， 在VIPA之平行板58腰部的窄光束產生被折射光束之大的角 15 歧異。換言之，被VIPA繞射之光線能量被分配至多重之階。 由於不同階之光束的不同繞射性質，如就VIPA先前所述 地，僅有一繞射階就色散補償被使用。後果為，VIPA本質 上為高損失之裝置。或者，光學相位效果器62内之光束寬 度類似於光學相位效果器62之厚度h。此光學相位效果器62 20内之寬的光束寬度致使在表面65被折射之光線的光能量如 第6B圖示意顯示地就特定波長之任一光束於單一階主要地 被集中。 為補償在含有多重WDM波道之光學通訊系統中的色 散，杈佳的疋依照下列的公式(4)設計光學相位效果器62内 25 之光束入射角0 : c cos 0 二---- 2hAfn (4) 18 C為光速 △ f為相鄰的WDN波道間之頻率隔離 注意，光學相位效果器62之折射率n為依波長而定的。 入射角0因而隨波長而變化。特別是，就每一 WDM波道入 i之光線而言，其存在有特定的入射角0i。光學相位效果器 62内之光束的角分散用校準設施61之稜鏡77或體繞射光栅 77a所產生之角分散加以促成。若入射角0如目前較佳實施 例般地接近總内部反射之角，光學相位效果器62不僅產生 如關係(3)顯示地在特定波長的大之角分散，光學相位效果 器62亦放大校準設施61之角分散。角分散之放大提供降低 分散波型的方法。 為了降低由校準設施61進入光學相位效果器62的光線 之知失且亦較佳地為離開光學相位效果器62之表面65的光 ^之繞^型態的特定波長之任—光束僅產生—階或可能為 h被校準設施61產生之角分散，即校準設施61所 射的光束<校準難地依照下Φ之關係(5)在垂直於平行 面 65之板平面具有一光束腰部W〇 ·· w〇 ^ hsin θ 此處 （5) h為光學相位效果器62之厚度 光學相位效果1162内部反射光線之表面65的入 &、上面的關係(5)校準由校準設施61被放射之光束確 保才里擊至入口 _ 63的主要被校準之光束的能量50%以上繞 射成為就由光學相位效果器62被放射之角度上分散的光線 之特定波長的任一光束以成波帶的型態成為小於三階之繞 射。 5 光學相位效果器62的數個替選實施例在第7Λ至7F圖 被顯示。在光學相位效果器62的這些替選實施例中，入口 窗63可用第4圖顯示之斜切表面，或用如第7〇至7卩顯示之平 行表面64，65之一伸出的稜鏡82被形成。進入稜鏡82之入 口窗63的光線在第一次撞擊平行表面64或65之一前在稜鏡 10 82内部反射。如就各種替選實施例顯示者，反射性表面64 可用高反射性薄膜被塗覆或為部分地透明的。若表面64為 部分地透明的’光學相位效果器62展現較大的光學損失。 然而’就光學相位效果器62的這類組配而言，由表面64洩 漏的光線可被用於績效監測。其應被注意到，若平行表面 15 64，65之反射性用特殊光學塗覆被做成與極化獨立的，為 撞擊至光學相位效果器62之入口窗63上的光線用校準設施 61所產生的極化控制為非必要的。 如先前描述者，光線送回設施66之較佳實施例包括光 線聚焦元件67與曲面鏡68被置於靠近該光線聚焦元件67之 2〇焦點平面。光線聚焦元件67可為如第4圖指示之鏡頭。或者 如第8A圖顯示者，凹面鏡亦可被用於光線送回設施的之折 疊式組配中的光線聚焦元件67。光線聚焦元件67較佳地位 於沿著由光學相位效果器62之表面65被放射的繞射光束方 向，其離表面65之距離如第8B圖顯示地約為一焦距，即光 20 594082 線聚焦7〇件67之f。 在光線送回設施66之較佳實施例中，由光學相位效果 Γ之表面Μ出現的光束被光線聚焦元件67收集以便投射 至位於光線聚焦元件67之焦點平面附近的曲面鏡似上。被 5曲面鏡68反射回來之光束透過光線送回設施％、光學相位 效果器62逆轉其行跡以透過入口窗63由此離開，並前進通 過校準設施61之校準器71。較佳的是，如第9A圖之平面圖 7示者，透過校準！|71回來之光線可藉由將垂直於色散補 償器6〇之對稱平面的光線聚焦元件67稍微傾斜而與由此進 W入之光線空間上的隔離。或者如第9Baj顯示者，縱向地透 過校準器71送回之光線亦可用循環器％與進入校準器71之 光線被隔離。雖然第9B圖顯示循環器86為位於光學纖維3〇 與权準设施61間’循環器86可替選地被插入於校準設施61 與光學相位效果器62間。 15 被色散補償器60產生之色散冷服從下面設立之關係 (6): n 2(n2-l)〒 Ο ^ — c λ Rcos2 φ (6) 2〇 此處 R為曲面鏡68之曲率半徑 注意，R就凸面鏡被定義為正的，及就凹面鏡被定義為 負的。就固定的繞射“與固定的焦距f而言，關係⑹表示 色散補^ H6G所產生的色散與曲面鏡⑽之曲率成直接比 例。特別S ’藉由調整曲面鏡68之曲率，為由此運行之特 殊波長的光線完料_定絲傳輸祕的色散永遠是可 21 25 594082 能的。 進而；之’被彳父準設施61之稜鏡77或體繞射光栅77a導 入的小之角分散產生成波帶之型態，其將由光學相位效果 5 器62之表面65出現的不同波長之光束成角度地分散。即， 光學相位效果器62以稍微不同的角度繞射具有不同波長之 10 光線的WDMSg。而且，具有該成波帶型態之每一特定波 帶内的特殊頻率之光線與相同波帶的其他頻率之光線有角 度偏離。還有，被光學相位效果器62產生之角度上被分散 之光線的波f型悲針對一特定波帶内的中心頻率展現角變 化率’其針對其他波帶内的中心頻率的角變化率為不同 的。後果為，如第K)圖示意地顯示者，光線聚焦元件仰 每-WDM波道之光線投射此波帶型態至位於光線聚焦元 件6 7之焦點平面的曲面鏡6 8上之不同位 右曲面鏡68具有之曲率在光線聚焦 置。 元件67之整個焦點 15 20 平面會變化’用光線聚焦元件67投射波帶型態至曲面鏡68 之不同位置可有利地被開發。具有適當地變化之曲率的曲 面鏡之運用允許色散補償㈣對傳播通過光學纖維3〇之所 有WDM波道同時地補償。第u圖顯示該色散補償器6〇之釋 例性實施例的曲面鏡_較佳形狀，其為市面可取得的光 學纖維30之各種不_式完全地補償wd與分散斜率。 在色散補償器6〇之一釋例性實施例中，光學相位效果 器62係由厚度大mmm切板做成。依照第7A_^示之光 學相位效果器62的各種實施例H63在該板之外層表 面被形成。該反射性表面64具有金之塗層，及散折射表面65 22 594082 被拋光。光學相位效果器62内之光束入射角0大約為16。， 且光線聚焦元件67之焦距大約為100mm。 本發明之光線聚焦元件比起現存之色散補償裝置提供 數個優點與特色。 首先，色政補你為、60促成GVD與分散斜率二者之獨立 的控制。明確地說，就特定長度之任一光學纖維3〇而言， 其GVD可用折疊的曲面鏡68之適當曲率被補償，且其分散 斜率可用同一折疊的曲面鏡68之適當曲率變異被補償。 第一，光學相位效果器62内幾乎已校準之光束就特定 1〇波長的任一光束將被繞射光線之能量集中成為少數幾個繞 射1¾，形成寬的帶通寬度與最小的產量損失。例如，本發 明之色政補傷器60為具有相隔ioogHz之緊鄰波道的WDM 系統展現大於40 GHz之0.5dB帶寬。 第二’依據關係(6) ’色散補償器6〇所產生之gvd與色 15散斜率與折疊曲面鏡68之曲率成線性地變化。所以，為光 學系統提供元全GVD與分散斜率補償之曲面鏡68的形狀唯 獨地以光學纖維30之型狀被決定，且與光學纖維3〇之長度 成線性地變化。因之，在第U圖中，與不同曲面鏡68之各 種曲率的圖形顯示相關的垂直軸對各種不同光學纖維3〇之 20 長度被常規化。 第四，色散補償器60可用例如藉由依照下列關係⑺設 定折疊曲面鏡68之半徑以最小分散斜率被設計：
Rcos2 φ =常數 Φ 双 (7) 依照關係⑺與曲面鏡68被配備的色散補償器6〇在補償光學 23 594082 通訊系統中色散為有用的，此處： L光線之波長為不穩定的，如來自未冷卻之雷射；或者 2·该光線之光譜很寬’如來自直接調變之雷射。 最後，色散補償器60導入至傳播通過光學通訊系統之 5光線的分散波型很小。所以，色散補償器60可被用於終端 機色散補償以及長途光學纖維系統之線内色散補償。就長 返光學纖維系統之線内色散補償而言，數個色散補償器6〇 沿著光學纖維30線内以相隔的位置被安裝。例如，第12圖 顯示模擬含有4000km光學纖維之10Gbps光學纖維傳輸系 1〇統用本發明沿著光學纖維3〇每隔80km之色散補償器60加以 補償的眼圖結果。對熟習本技藝者為明白的是，第12圖顯 不之因色散所致的品質降低是很小的。 雖然本發明已以目前較佳之實施例為準被描述，其將 1破了解到此揭示純粹是說明性的，且不被解釋為限制性 的例如上述的色政補償器60實施例較佳地包括稜鏡π或 體繞射光栅77a以提供自校準設施01被放射而撞擊至入口 窗63上之光線的角分散。然而，其不欲於該色散補償器60 為包容於在下列的申請專利範圍必要地包括此一角分散元 2 。如前述者，在其巾之分散斜率並㈣_的之色散補 20償器60的應用中，以光學纖維3〇與光學相位效果器以間之 $效率的純合產生光線之幾近校準光束的任何型式之模 態輕合器可被運用作為該校準設施6卜此一麵合器可僅為 一標準的光學校準器。 _ 如上述者’光學相位效果器62之入口窗63較佳地以抗 24 594082 反射之薄膜被塗覆。然而，其不欲於該色散補償器60為包 容於在下列的申請專利範圍必要地具有此種塗覆。僅有的 要求在於光學相位效果器62之入口窗63很簡單地對撞擊其 上之光線的波長為部份地透明的。 5 在本發明的上面之實施例中，該雙折射板73與半波板 76，78在將撞擊於稜鏡77與光學相位效果器62適當地極化 前將自光學纖維30被接收之光束線性地極化而成以角度被 分散。然而，其不欲於該色散補償器60為包容於在下列的 申请專利範圍被限制於使用這些特定的極化元件。取代的 10是，色散補償器60僅要求撞擊於光學相位效果器62之入口 窗63的適當地被極化之光束。 進而言之，如上述者，光學相位效果器62之平行表面 64，65可用薄膜被塗覆，使得對應的反射性對光束極化為 不敏感的。若此類塗覆被施用至平行表面64，65，則撞擊 15 至入口窗63上之光束的極化不須被控制，且如雙折射板73 與半波板76，78之極化控制元件可在校準設施61中被取 消。類比地，為提高光學效率，抗反射塗覆可有利地被施 用至光線聚焦元件67以減少通過一鏡頭之光線的損失。為 了光學有效性，若曲面鏡68具有高度地反射性的塗覆亦為 20有利的。 如上述者，光學相位效果器62之表面65與光線聚焦元 件67間之較佳間隔等於光線聚焦元件67之焦距f。然而，下 列申請專利範圍所包容之色散補償器60不受限於該特定的 幾何。取代的是，聚焦元件66與光學相位效果器62之表面 25 594082 64間之距離可被設定為任—值。如下面更詳細被描述者， 該距離事實上甚至是可調整的。 -般而言’本發明所產生的色散如下列關係⑻地與其 幾何有關： 5 f2 j3 cc (f — u--) R (8) 此處， U為由光學相位效果器62之表面65沿著光線聚焦元件 10 67之光軸與光線聚焦元件67的距離 f為光線聚焦元件67之焦距 R為折豐曲面鏡68之曲率半徑 依照本發明之可調譜的色散補償器60可藉由調整u或 或u與R一者被β周整。就u之調整而言，色散補償器仙之 ^較佳實施例為如第4圖中以箭頭的所示地將光線送回設施 6置於平移口上。或者，該曲面鏡以可調整的曲率被 做成。 將曲面鏡68之曲率做成可調整的方法有很多。-種方 法為以第4圖中之箭頭7〇所示的方向施用彈性彎曲力至曲 2〇面鏡68。此弯曲力可如推動螺絲而機械式地被產生。若該 鏡由雙金屬材料被做成，曲面鏡68之曲率亦可以熱式被調 整。最適的鏡形狀可藉由將曲面鏡68做成具有變化的硬 度、藉由在該曲面鏡68的多重位置施用f曲力、或用此二 技術之組合被達成。將位於光線聚焦元㈣之焦點平面附 25近之具有不均句曲率的曲面鏡68橫向於其光軸而平移，即 沿著光線聚焦元件67之焦點平面平移，亦會調整曲面鏡沾 26 594082 之曲率。曲面鏡68之曲率亦可藉由用具有不同形狀之另一 曲面鏡取代具有特定形狀之曲面鏡68而被調整。 後果為，在不偏離本發明之精神與領域下，本發明之 各種變更、修改與/或替選的應用無疑地將被推薦給已讀取 5前面的揭示之熟習本技藝者。因之，其欲於下列的申請專 利範圍被解釋為包容所有的變更、修改或替選的應用如落 在本發明之真實精神與領域内。 【圖式簡單說明】 第1A圖為一示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 10其使用特殊的色散補償光學纖維用於降低一光學通訊系統 第1B圖為-示意圖，揭示用於色散補償之習知技術， 其使用模態變換器與—高模態色散補償光學纖維用於降低 一光學通訊糸統之色散； 一 15
第2圖為一示意圖’揭示用於色散補償之習知技術，1 使L&agg光栅降低—光學通訊系統之色散；八
第3A圖為一示意圖’揭示用於色散補償 其使用體繞射光柵盥光绩、、，^ 自筏術， 色散； H線㈣設施降低-光學通訊系統之 20 第3B圖為一示意圖 其使用VIPA以產生所需 之色散； ，揭示用於色散補償之習知技術， 的大角度分散降低-光學通訊系統 第4圖為-示意圖，揭示依照本發明之 的實施例，其包括-异_貝裝置 先線叹施、一光學相位效果器、與一 27 594082 光線送回設施； 第5A圖為一示意圖，揭示以本發明一實施例的第4圖顯 示之光線耦合設施為基礎的稜鏡之平面圖； 第5B圖為一示意圖，揭示以本發明另一實施例的第4 5 圖顯示之光線耦合設施為基礎的體繞射光柵之平面圖； 第6A圖為一示意圖，揭示用習知技藝之VIPA為具有單 一波長之光束被產生之繞射模型； 第6B圖為一示意圖，揭示用依照本發明之光學相位效 果器為具有單一波長之光束被產生之繞射模型； 10 第7A，7B，7C，7D，7E與7F圖為一示意圖，揭示各 種不同組配，全部用於依照本發明之光學相位效果器的釋 例性實施例； 第8A圖為一示意圖，揭示本發明之一實施例，其中該 光線送回設施運用一凹面鏡作為其光線聚焦元件； 15 第8B圖顯示針對本發明一實施例之光學相位效果器的 光線聚焦元件與光線送回鏡的位置； 第9A圖為一平面示意圖，顯示依照本發明一實施例用 於搞合色散已被補償之光線回到一通訊系統内的方法； 第9B圖為一平面示意圖，顯示依照本發明一實施例用 20於耦合色散已被補償之光線回到一通訊系統内的一替選方 法； 第10圖為一示意圖，揭示用本發明之實施例的第4, 8A 與9A圖在光線送回鏡就含有多重WDM波道之到來的光束 所發生的強度分佈； 28 594082 第11圖為一示意圖，揭示依照本發明之第4圖的光線送 回鏡之各種不同形狀，其分別完全補償被各種市面可取得 的光學纖維型式所展現的色散；以及 第12圖為一眼圖，顯示用遠離該段光學纖維80 km之依 5 照本發明的色散補償器所補償之含有4000 km的光學纖維 之一 10 Gbps光學纖維傳輸系統的模擬結果。 【圖式之主要元件代表符號表】 30…光學纖維 64…平行表面 3l···色散補償光學纖維，DCF 65…平行表面 33…模態變換器 66…光線送回設施 34…高模態DCF 67…光線聚焦元件 35…模態變換器 68…曲面鏡 4l···循環器 69…箭頭 42."Bragg 光柵 70…箭頭 50…體繞射光栅 71…校準器 51…校準光束 72…校準光束 52…光線送回設施 73…雙折射板 53…鏡頭 74···極化 54…鏡 75…極化 57…圓柱鏡頭 76…半波板 58…平行板 77…稜鏡 60…色散補償器 77a…體繞射光栅 61…光學纖維 78…半波板 62…光學相位效果器 82…稜鏡 63…入口窗 86…循環器
29

Claims (1)

  1. 594082 拾、申請專利範圍： 1. 一種光學色散補償器，適用於使光學通訊系統之績效變 得較佳，包含： 一校準設施，其接收來自光學通訊系統之一光學纖 5 維端部而含有多種頻率的光線之空間上分歧的光束，該 校準設施亦將該空間上分歧的光束變換成由此被放射 之主要被校準之光束； 一光學相位效果器，設有一入口窗供接收來自該校 準設施的該主要被校準之光束，並將所接收光束角度地 10 分散成為波帶型式，以供由該光學相位效果器發射出 去，藉此，所接收光線分成多個波帶，使得具一特定波 帶之一特定頻率的光線與同一波帶不同頻率的光線在 角度上偏離；以及 一光線送回設施，接收自該光學相位效果器射出之 15 具波帶型式之該角度式地被分散之光線，並將之反射回 來經過該光學相位效果器以在該入口窗附近離開該光 學相位效果器。 2. 如申請專利範圍第1項所述之補償器，其中由該校準設 施被放射之光線的主要被校準之光束具有一分歧，其確 20 保撞擊至入口窗之光線的主要被校準之光束中50%以 上的能量就具有由成為波帶型態之光學相位效果器被 放射的以角度被分散之光線的特定波長之任一光束繞 射成少於三個繞射階。 3. 如申請專利範圍第1項所述之補償器，其中光線透過該 30 594082 入口窗以幾近法線入射角地進入該光學相位效果器。 4.如申請專利範圍第1項所述之補償器，其中該光學相位 效果器之入口窗對撞擊於其上之光線至少為部分地透 明的。 5 5.如申請專利範圍第1項所述之補償器，其中該光線送回 設施包括一光線聚焦設施與被配置於該光線聚焦設施 之焦點平面附近的鏡，該光線聚焦設施具有由該光學相 位效果器被放射之波帶型態的以角度被分散之光線用 於投射至該鏡上，該鏡將撞擊於其上之光線反射回到朝 10 向該光線聚焦設施。 6. 如申請專利範圍第5項所述之補償器，其中該光線聚焦 設施投射至鏡上被光學相位效果器產生之以角度被分 散之光線的波帶型態之每一波帶的不同位置。 7. 如申請專利範圍第5項所述之補償器，其中該光線聚焦 15 設施與該光學相位效果器間之距離為可調整的。 8. 如申請專利範圍第5項所述之補償器，其中該鏡為曲面 白勺。 9·如申請專利範圍第8項所述之補償器，其中該鏡之曲率 為可調整的。 20 10·如申請專利範圍第9項所述之補償器，其中該鏡之曲率 藉由彎曲該鏡而為可調整的。 11.如申請專利範圍第10項所述之補償器，其中用於彎曲該 鏡之力由含有機械式、電氣式、磁力式與熱力式的群組 中被選擇。 31 594082 12.如申,月專利範圍 重之曲率，B ，其中該鏡具有多 革且該鏡之曲率藉由平 江如申請專利範圍第9項所述之補償$被I。 5 換的，且該鏡之曲率藉由以 換該鏡而被調整。 ，其中該鏡為可替 具有不同曲率之另一鏡來替 效=由rrfl項料償器’其中該光學相位 口 ί二，表面之材料板做成，光線在透過入 囪進入先學相位效果器後 在該板的外層表面被形成〗反射，而該入口窗係 10 15·如申印專利範圍第_所述之補償器，其中該入口窗係 用該板的斜切邊緣被做成。 16·如申請專利範圍第14項所述之補償器，其中該入口窗係 用-稜鏡被做成，其由該絲相位效果器的二平行表面 之伸出，且透過入口窗進入光學相位效果器之光線在 撞擊該等二平行表面之一前受到該稜鏡内部之反射。 17·如申叫專利範圍第;[4項所述之補償器，其中該光學相位 效果器的二平行表面之一為部分透明的，以讓撞擊於其 上之一部分光線離開該光學相位效果器。 20 18·如申請專利範圍第17項所述之補償器，其中透過該部分 透明的表面由該光學相位效果器被放射之光線以由法 線對其超過45 °之角來散折射。 19·如申請專利範圍第1項所述之補償器，其中該光學相位 效果為係由具有折射率比光學相位效果器周圍之媒體 的折射率大的材料被做成。 32 594082 20. —種光學色散補償方法，適用於使光學通訊系統之績效 變得較佳，包含之步驟為： 將由包括於一光學通訊系統中之一光學纖維端部 放射之含有數種頻率之空間上分歧的光束校準為一主 5 要校準光束； 在一光學相位效果器内將該主要校準光束以角度 分散為由該光學相位效果器放射之波帶型式，藉此，該 主要校準光束變成分離為多個波帶，使得具有一特定波 帶内之特殊頻率的光線與在同一波帶内之其它頻率的 10 光線在角度上偏離；以及 將該角度式地被分散之光線反射回來經過該光學 相位效果器以在該入口窗附近離開該光學相位效果器。 21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中由該校準設施 被放射之光線的主要被校準之光束具有一分歧，其確保 15 撞搫至入口窗之光線的主要被校準之光束中50%以上 的能量就具有由成為波帶型態之光學相位效果器被放 射的以角度被分散之光線的特定波長之任一光束繞射 成少於三個繞射階。 22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中該光線送回設 20 施包括一光線聚焦設施與被配置於該光線聚焦設施之 焦點平面附近的鏡，包含之步驟為： 該光線聚焦設施收集由該光學相位效果器被放射 之波帶型態的以角度被分散之光線用於投射至該鏡 上；以及 33 594082 該鏡將撞擊於其上之光線反射回到朝向該光線聚 焦設施。 23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該光線聚焦設 施投射至鏡上被光學相位效果器產生之以角度被分散 5 之光線的波帶型悲之每一波帶的不同位置。 24. 如申請專利範圍第22項所述之方法，進一步包含之步驟 為調整隔離光線聚焦設施與光學相位效果器之距離。 25. 如申請專利範圍第22項所述之方法，進一步包含之步驟 為調整該鏡之曲率。 10 26.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該鏡之曲率藉 由彎曲該鏡而為可調整的。 27.如申請專利範圍第26項所述之方法，其中用於彎曲該鏡 之力由含有機械式、電氣式、磁力式與熱力式的群組中 被選擇。 15 28.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該鏡具有多重 之曲率，且該鏡之曲率藉由平移該鏡而被調整。 29.如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該鏡為可替換 的，且該鏡之曲率藉由以具有不同曲率之另一鏡來替換 該鏡而被調整。 20 30.如申請專利範圍第20項所述之方法，其中透過該部分透 明的表面由該光學相位效果器被放射之光線以由法線 對其超過45°之角來散折射。
TW092119313A 2002-07-16 2003-07-15 Compensating for chromatic dispersion in optical fibers TW594082B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39632102P 2002-07-16 2002-07-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200404171A TW200404171A (en) 2004-03-16
TW594082B true TW594082B (en) 2004-06-21

Family

ID=30116010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW092119313A TW594082B (en) 2002-07-16 2003-07-15 Compensating for chromatic dispersion in optical fibers

Country Status (13)

Country Link
US (2) US7099531B2 (zh)
EP (1) EP1554619B1 (zh)
JP (1) JP4449060B2 (zh)
CN (1) CN100363769C (zh)
AT (1) ATE412194T1 (zh)
AU (1) AU2003249216A1 (zh)
CA (1) CA2491739C (zh)
DE (1) DE60324303D1 (zh)
HK (1) HK1081276A1 (zh)
IL (1) IL166174A (zh)
NO (1) NO20050412L (zh)
TW (1) TW594082B (zh)
WO (1) WO2004008187A2 (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296361B1 (en) * 1999-12-14 2001-10-02 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produced chromatic dispersion
US7072555B1 (en) * 2003-05-01 2006-07-04 The Regents Of The University Of California Systems and methods for transmitting electromagnetic energy in a photonic device
JP4152836B2 (ja) * 2003-08-22 2008-09-17 富士通株式会社 分波機能を備えた光部品および波長分散補償器
WO2006033853A2 (en) * 2004-09-07 2006-03-30 The Regents Of The University Of California Chromomodal dispersion apparatus and methods
US20060067699A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Sethumadhavan Chandrasekhar Equalizer having tunable optical and electronic dispersion compensation
US7881570B2 (en) * 2005-01-28 2011-02-01 The Regents Of The University Of California Photonic devices having degenerate spectral band edges and methods of using the same
EP1846801A4 (en) * 2005-02-03 2011-01-05 Essex Corp LONG-OPEN OPTICAL DELAY LINE
JP2006243500A (ja) * 2005-03-04 2006-09-14 Fujitsu Ltd 波長分散補償器
JP2006350023A (ja) * 2005-06-16 2006-12-28 Fujitsu Ltd 可変分散補償器
US8283707B2 (en) * 2006-03-10 2012-10-09 Stmicroelectronics S.A. Reduction of threshold voltage instabilities in a MOS transistor
US20080197273A1 (en) * 2007-01-23 2008-08-21 Paul Andrew Mitchell Light Detection Apparatus
US20090034924A1 (en) * 2007-05-31 2009-02-05 Aleksandr Figotin Photonic Devices Having Degenerate Or Split Spectral Band Edges And Methods For Using The Same
KR101409630B1 (ko) 2008-01-08 2014-06-18 알카텔-루센트 유에스에이 인코포레이티드 접안 렌즈 및 이를 사용한 동조가능한 색분산 보상기
JP4698746B2 (ja) * 2009-04-23 2011-06-08 富士通株式会社 波長分散補償器
CN102612044B (zh) 2011-12-21 2015-04-08 华为技术有限公司 一种频带模式的调整方法及装置
JP6134588B2 (ja) 2012-07-24 2017-05-24 株式会社フジクラ 光ファイバ、及び、光伝送路
US10869175B2 (en) 2014-11-04 2020-12-15 Nathan Schumacher System and method for generating a three-dimensional model using flowable probes
US10473933B2 (en) 2016-02-19 2019-11-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguide pupil relay
KR102415308B1 (ko) 2016-02-25 2022-07-01 한국전자통신연구원 분산 관리 기법을 이용한 아날로그 광 전송 시스템
KR102615891B1 (ko) * 2017-09-28 2023-12-21 레이아 인코포레이티드 집광을 이용하는 격자-결합 도광체, 디스플레이 시스템, 및 방법
FR3076356B1 (fr) * 2017-12-29 2020-01-31 Cailabs Cavité monolithique pour la manipulation de la lumière

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60115818A (ja) 1983-10-31 1985-06-22 Fujitsu Ltd 波長分散係数測定装置
US5189483A (en) 1989-02-28 1993-02-23 Fujitsu Limited Apparatus for measurement of chromatic dispersion in a single mode optical fiber
GB2245790B (en) * 1990-07-03 1994-06-01 Stc Plc Optical transmitter
JP3419510B2 (ja) 1992-10-16 2003-06-23 富士通株式会社 波長分散を補償した光通信システム及び該システムに適用可能な位相共役光発生装置
US6028706A (en) 1995-07-26 2000-02-22 Fujitsu Limited Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile
US5969865A (en) 1995-07-26 1999-10-19 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6169630B1 (en) 1995-07-26 2001-01-02 Fujitsu Limited Virtually imaged phased array (VIPA) having lenses arranged to provide a wide beam width
US5973838A (en) 1995-07-26 1999-10-26 Fujitsu Limited Apparatus which includes a virtually imaged phased array (VIPA) in combination with a wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (WDM) light
JP3464081B2 (ja) 1995-07-26 2003-11-05 富士通株式会社 波長分波器
US6185040B1 (en) 1995-07-26 2001-02-06 Fujitsu Limited Virtually imaged phased array (VIPA) having spacer element and optical length adjusting element
US5930045A (en) 1995-07-26 1999-07-27 Fujitsu, Ltd. Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6144494A (en) 1995-07-26 2000-11-07 Fujitsu Limited Virtually imaged phased array (VIPA) having spacer element and optical length adjusting element
US6175435B1 (en) 1995-11-22 2001-01-16 Fujitsu Limited Optical communication system using optical phase conjugation to suppress waveform distortion caused by chromatic dispersion and optical kerr effect
US5835517A (en) * 1996-10-04 1998-11-10 W. L. Gore & Associates, Inc. WDM multiplexer-demultiplexer using Fabry-Perot filter array
JPH11122173A (ja) 1997-10-20 1999-04-30 Fujitsu Ltd 波長分散による波形変化の検出及びその補償のための方法と装置
US6008920A (en) * 1998-03-11 1999-12-28 Optical Coating Laboratory, Inc. Multiple channel multiplexer/demultiplexer devices
US6662317B2 (en) 1998-03-19 2003-12-09 Fujitsu Limited Method and apparatus for chromatic dispersion equalization
US6081379A (en) 1998-10-28 2000-06-27 Coherent, Inc. Multiple coupled Gires-Tournois interferometers for group-delay-dispersion control
US6266170B1 (en) 1999-06-22 2001-07-24 Avanex Corporation Method and system for compensating for chromatic dispersion in an optical network
FR2795828B1 (fr) 1999-06-29 2001-10-05 Cit Alcatel Fibre optique pour la compensation de la dispersion chromatique d'une fibre optique a dispersion chromatique positive
US6266457B1 (en) 1999-10-05 2001-07-24 Mci Worldcom, Inc. System and method for differential group delay compensation
US6343866B1 (en) * 2000-05-23 2002-02-05 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6296361B1 (en) 1999-12-14 2001-10-02 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produced chromatic dispersion
US6332689B1 (en) 1999-12-14 2001-12-25 Fujitsu Limited Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6310993B1 (en) 1999-12-22 2001-10-30 Avanex Corporation Method and apparatus for chromatic dispersion compensation and dispersion slope compensation in wavelength division multiplexed systems utilizing a channel separator and virtually imaged phased arrays
WO2001051972A1 (en) 2000-01-07 2001-07-19 University Of Southern California Tunable optical dispersion-slope compensation based on a nonlinearly-chirped bragg grating
US6744991B1 (en) 2000-05-19 2004-06-01 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array
US6301048B1 (en) 2000-05-19 2001-10-09 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion and dispersion slope compensator utilizing a virtually imaged phased array
US6441959B1 (en) 2000-05-19 2002-08-27 Avanex Corporation Method and system for testing a tunable chromatic dispersion, dispersion slope, and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array
US6556320B1 (en) 2000-05-19 2003-04-29 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion, dispersion slope, and polarization mode dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array
US6608721B1 (en) * 2000-06-02 2003-08-19 Essex Corporation Optical tapped delay line
US6487342B1 (en) 2000-11-22 2002-11-26 Avanex Corporation Method, system and apparatus for chromatic dispersion compensation utilizing a gires-tournois interferometer
US6668115B2 (en) 2000-12-22 2003-12-23 Avanex Corporation Method, apparatus, and system for compensation of amplifier gain slope and chromatic dispersion utilizing a virtually imaged phased array
US6392807B1 (en) 2000-12-22 2002-05-21 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array and folded light paths
JP4612228B2 (ja) 2001-06-05 2011-01-12 富士通株式会社 光通信装置及び波長分割多重伝送システム
WO2003009032A1 (en) * 2001-07-20 2003-01-30 Essex Corporation Method and apparatus for optical signal processing using an optical tapped delay line
US6584249B1 (en) 2001-10-17 2003-06-24 Oplink Communications, Inc. Miniature optical dispersion compensator with low insertion loss
JP3994737B2 (ja) * 2002-01-09 2007-10-24 富士通株式会社 光装置
JP2003298516A (ja) 2002-03-29 2003-10-17 Fujitsu Ltd 波長分散補償装置
US6714705B1 (en) 2002-05-07 2004-03-30 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion and dispersion slope compensator utilizing a virtually imaged phased array and a rotating grating
GB0210899D0 (en) 2002-05-13 2002-06-19 Aston Photonic Tech Ltd Dispersion compensator
JP3972777B2 (ja) 2002-09-13 2007-09-05 富士通株式会社 色分散補償装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003249216A1 (en) 2004-02-02
CA2491739C (en) 2011-09-20
EP1554619A4 (en) 2006-04-12
NO20050412L (no) 2005-02-16
EP1554619A2 (en) 2005-07-20
US7099531B2 (en) 2006-08-29
US20040013361A1 (en) 2004-01-22
HK1081276A1 (en) 2006-05-12
AU2003249216A8 (en) 2004-02-02
JP2005533282A (ja) 2005-11-04
DE60324303D1 (de) 2008-12-04
IL166174A (en) 2010-12-30
TW200404171A (en) 2004-03-16
USRE43965E1 (en) 2013-02-05
WO2004008187A3 (en) 2004-03-04
WO2004008187A2 (en) 2004-01-22
ATE412194T1 (de) 2008-11-15
CN1668954A (zh) 2005-09-14
IL166174A0 (en) 2006-01-15
CA2491739A1 (en) 2004-01-22
EP1554619B1 (en) 2008-10-22
JP4449060B2 (ja) 2010-04-14
CN100363769C (zh) 2008-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW594082B (en) Compensating for chromatic dispersion in optical fibers
US6909550B2 (en) Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US7193778B2 (en) Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US7158304B2 (en) Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion
US6956700B1 (en) Wavelength dispersion compensating apparatus
JP3994737B2 (ja) 光装置
JP2004085915A (ja) 波長分散発生装置並びに該波長分散発生装置に使用される多面ミラー及びその製造方法
KR100725025B1 (ko) 광섬유 색분산 보상 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees