TWI269084B - Transverse closed-loop resonator - Google Patents

Transverse closed-loop resonator Download PDF

Info

Publication number
TWI269084B
TWI269084B TW094135044A TW94135044A TWI269084B TW I269084 B TWI269084 B TW I269084B TW 094135044 A TW094135044 A TW 094135044A TW 94135044 A TW94135044 A TW 94135044A TW I269084 B TWI269084 B TW I269084B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
fiber
waveguide
resonator
refractive index
core
Prior art date
Application number
TW094135044A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200636307A (en
Inventor
Sean Matthew Garner
James Scott Sutherland
Venkata Adiseshaia Bhagavatula
Original Assignee
Corning 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 Corning Inc filed Critical Corning Inc
Publication of TW200636307A publication Critical patent/TW200636307A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI269084B publication Critical patent/TWI269084B/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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • 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
    • G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
    • G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
    • 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
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • 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
    • 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
    • G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
    • G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
    • G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction 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
    • G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
    • G02B6/29335—Evanescent coupling to a resonator cavity, i.e. between a waveguide mode and a resonant mode of the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03605—Highest refractive index not on central axis
    • 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
    • G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
    • G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
    • G02B6/29334—Grating-assisted evanescent light guide couplers, i.e. comprising grating at or functionally associated with the coupling region between the light guides, e.g. with a grating positioned where light fields overlap in the coupler
    • 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
    • G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
    • G02B6/29335—Evanescent coupling to a resonator cavity, i.e. between a waveguide mode and a resonant mode of the cavity
    • G02B6/29338—Loop resonators
    • G02B6/29341—Loop resonators operating in a whispering gallery mode evanescently coupled to a light guide, e.g. sphere or disk or cylinder
    • 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
    • G02B6/29356—Interference cavity within a single light guide, e.g. between two fibre gratings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

1269084 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光纖麵合器，特別是關於無雛閉合迴 路耦合以形成高Q值之光學共振器。 【先前技彳标】 通常折射率導引波導結構為已知的，例如標準光纖及
^弓电磁波方向由其實際邊界決定。全反射(TIR)為已知 ^引機制以_絲沿著鮮絲巾你。鋪耗波導來 自於使用該折射率導引使光能限制於波導中央。利用全反 射鮮光纖光模將不實質鱗在於所需要外包層之週圍外 側而為漸變消失波，外包層具有較低折射率而低於較高折 射率之波導心蕊。 ，準先纖粒之漸魏失性先贼·及搞合器已知 ^形狀光纖形式。抽拉出’，DI，光纖之預製件在一麵光 纖再她㈣及殘留相鄰 光區域心蕊之薄層包層玻璃在短距離光纖内加以 蝕刻。傳播於光纖之漸變消失場因而只在短距離光纖一側 ϋ即地可^{人的，而不實質絲光纖整個切線表面之週 =卜側。漸'變消失光纖感測器及耦合器亦能夠藉由對光纖 再抽拉崎造$，目而細部份地存在於包層之外側。類 似於光纖幾何形狀，光模仍然沿著光纖中心轴傳播。、 、s能夠使帛域本躲能4儲存树，為-麵合迴路 ^環共振器。兩條光纖方向耦合器能夠側向地組構柄合一 气長的光纖至環狀線路以形成全光纖環狀共 哭 ，其，有長的光學長度以及高的自由頻譜細(FSR^g 1]^紐献減號喊為能t齡耕。能 ί 就之頻睹線性寬度，其能夠使用作為許多應用。 第5 頁
1269084 雜小裝置，使用低聲作響 另:f閉合迴路共振器。鱗作響長廊模或光學二二為 以理’或其他不均勻光滑之光纖或這些元件 在^^微共振腔所遭遇之高度共振係由於維於 腔内之低聲作響長賴(WGM)所致。由於其小及;^ 振腔之Q值，目前一此優點已同〆、 多領域中修電-光共振断鎌用於許 ，訊號處理，感測，調;===: 這些微球體共振腔能夠有用於許多 =中，顧用要求線性寬度，長的能量衰變時間，高能量 岔度，以及細微感測環境變化，在此只引用少數範例 可能細紗触胁爾置使用於 ，的化學/生物試劑感測裝置。業界 包 ，光學波;^感5 Γ、子共振(SPR)化學感·，表崎波(SAW)化學 =器，質譜儀，以及紅外線頻譜儀。微小的感測器例如 峨術之MEMS_器提供顯著的優點。例如轉良好地 適合在原處產生功能。同時，其亦相當小足以能夠以大量 地佈置以及進行遠端探測。 问Q值^振為要求環繞共振器、迴路之光學路徑為低損 耗。因而，這些共振器在側向及橫向提供光學導引使光學 損耗減為最低為重要的，側向為垂直於傳播方向以及橫向 為垂直於傳財触及亦垂直於波導平面。_環狀赌 器構造例如耕爾狀共麵，_共_，錢拼接光纖 共振器使用-些導引機制以確保導引模並不會侧向地擴散 (垂直於共振器曲率之方向）。 1269084 不過，當傳統平面或光纖處理技術即蝕刻以製造出高 品質光學共振器時，其本身存在許多困難，因為平面或光纖 表面偏差必需顯示為小於數奈米使散射光學損耗減為最低 t由於表面上不均勻或其他不細彳所致。另外一方面，光 學微球面共振器能具有數倍高Q值優於一般被钕刻光學微 共振器，因為這些微共振腔能夠在液態製造過程中例如為 人所熱知光纖抽拉處理過程藉由自然之表面張力形成。這
些微共振腔為便宜地簡單地製造出以及與集體光學元件相 匹配。 耦合效率尚度地決定於如何使用環狀共振器。效率受 素影響例如:平面波導幾何形狀，w柱體，環狀，或 =====指數。對高 =腔内共振模之激發對為必需的，但是對以這 場=======變消失 漏至她以及變為光纖包層内之模广、1及波導模洩 地對共振器被動 相對横向粒無法 1269084 的為波導及共振n之相龍直似。騎 供這些對準或為過度地複雜。 苒'，，、故 七盟在已知平面波導結合循環結構以局限低聲作塑長庶握 共振器方式巾，—引結翻_ & 面性波導)以及勤（垂直於平酿 t姻為侧向(平行於基板平面或 向 絲提賴利機制，該模 ，耦合至平面波導或漸變光纖導引模面 空= 二國之第 供，該偏f賴自触外偏移所提 ϋ方位角方向產生等值之等級折射率分佈。 耦a至平面波導或漸變光纖導引模之圓杈开彡丑掂σσ 折射率再^地由球面及空氣包層間之高 麵球面所致。側向 。不過，該製造圓柱形共振=ΐ: 難以利用改變散射損耗可能性加以控制。 需要=而提供小的高q值光學共振器克服目前困難為 格為競雜的，的以及價 物或化學感测器。 、。X之應用包含生 【發明内容】. 1269084 合迴路光纖共振器，其包含内包 /、具有SSfit邊麟細合娜形狀以局限光線於表 t内包層具有第-直徑厚度以及第一折射率分佈於横向 ，合迴路光纖共振騎_种。祕_合迴路光纖共
=辦面，中，環狀心蕊具有第二厚度材料硫第一I 徑ΐ，以及第二折射率分佈大於第—π包層折射率為-折 =差值，使得環狀*蕊能解狀驗獄^蕊内橫向 裱繞於閉合迴路形狀。 t發明另外-項中，本發明包含透射波導以漸變消失 地與環狀心蕊折射率導引共振光模耦合。 本务明其他4寸性及優點將詳細地揭示於下列說明中 ，及熟知此技術者倾說明可立即地了解部份或藉由實施 ^，制切容綠詳細綱，帽_細及附圖而 了解本發明。 二、人們了解本發明實施例之先前一般性說明及下列詳細 說明在於提供概念或架構以了解本發明之原理及特性。所 ，含晒在於提供更進一步了解本發明，以及構成本發明 既明書之-部份。_齡ώ本發明不同的實施例，以及 隨同說明書作為說明本發明之原理及操作。 【實施方式】 現在參考本發明優先實施例詳細加以說明，其範綱 不於附圖中。儘可能地，所有附圖中相同的數字代表相同 的或類似的零件。本發明橫向閉合迴路光纖共振器一項實 施例顯示於圖1中，以及以參考數字1〇表示。 、、 橫向閉合迴路光纖共振器10包含内包層102，其具有表 面300週邊地形成閉合迴路形狀以局限光線於表面。^ 包層具有第一直控厚度104以及第一折射率分佈於樺向閉 t迴路光纖共振器10斷面部份中。對應於閉合迴路形狀之 環狀心蕊120放置於内包層1〇2對應於表面上。環狀心蕊12〇 第9頁 1269084 4124,該厚度比第—厚度薄，以及在橫向 層第-^部份巾第地博分佈大於内包 向夠賴 先地為^ t振β光纖10具有傳播方向環繞著其表面綱，優 他閉合迴路形狀為可能的，例如為球形 形狀為iai^f圓形，或圓錐形302構件)，假如閉合迴路 為在具有125微米第一直徑厚謂之溶 部漸變消失場，纖10之光模具有外 折射率分佈以迫使先^3^夠在圖3及4中看到。使用 心軸190) mH、、泉滅圓柱形週圍(並非縱向光纖中 低損耗全反射消ί場於光纖圓柱形形狀之外侧。 波導生係由於使晴醉導引局限光能於 形狀表© ’二日禮光線傳播於圓柱形週邊或任何其他 :㈣有該具可有:厚 包層幾存在於κ柱断織學功率為内側 構^(厚數，*論其為圓柱體，球面，或其他拱形 及賴材料折射率，以及圓柱體細以 声。因而環狀心蕊折射率必需正大於_ ，環狀心蕊⑽及 平均折射率確定地大於内包層材料⑸ 蕊平均折射率152相當大足以辦 高以#ϊί ii $麵於單觀制4卿麵微地提 m於縱向光學中心軸内。假如折射率 ，光線並不局_微心蕊⑽以及絲扣輕導引方式 第〗〇 頁 1269084 繞射，入包層102。所f要折神分佈藉蝴擬或坪 ^預先f率紐[夠德率錄 ΓΤΓΝ—i")，其中Nrin8KHBre為大於Ni—]以及犀屋 度將使得至少-個導引模大於内包層15 ^ =3G折射率(以及小於環狀心蕊層152之^^卜 丄tj匕 yr，反射應具有適當的折射率分佈，光線橫越過相 缝:纽及沿著光纖测或其絲面_形狀“ i干々。為了使用作為共振器，具有遞迴性光學路徑(以 ==例如在雷射共振器中）以及外部漸變消失場為相 直要的。 圍缺應於f9包層102閉合迴路形狀之外包層130 f (广玄均值153能夠使折射率分佈為階躍化，等Jfii刀他 蕊之第二折射率分佈(或平均值152能 夠使折射率分佈麵躍化，等級化，或其他折 能夠具有不同的折射率之多層作為一個或全部三個介^ 區域，内包層102,環狀心蕊12〇,以及外侧包層13〇 产 狀心蕊⑽侧稀敍__ 1G2 於外侧包層130之平均折射率。卞]冊羊，以及大 言折ίΪΪίΐϋ以及任何其他表面上之附加層所提供 同、、‘引^依據全反射波導加以設計以及選擇(厚卢 。至少一層高折射率層具有-層“ 射^層於至>、-個减射補每—側上。在最簡單情況中 ，空^見為低折射率層以及能夠作為外包層130。因而實際 外造出包層為選雜的以及由麟⑽絲。假如外 ，衣造出包層存在，製造出外包層130必需相當薄(，|薄”決 ίο於越過外側表面存在部份光模。環狀心蕊、 〆、运支先地為只有數微米厚，大约為1-3微米。在 1269084 環狀心蕊外側上具有該厚度(優先地 J 130 猶、120匕圍之光杈。對於不同的應用，外包 之第一折射率以及仍然提供導引。此;空
Sf it卜包層成。不過，Α於空氣折辨但是小於内包 ^斤，率之外包層折射率亦為可能的。例如，假如外包声 130為水或與水相匹配，其折射率約為〗·韵。 曰 而七H面介電質層折射率些微地大於其餘圓柱體，球 面，或任何其他閉合迴路形狀能夠足 ===1^層魏但是晴^模= ’、不冋的折神錯祕產生不_模場紐，例如 司，之LEAF光纖與本公司供應着—28 經由在圓柱體中導引模之模擬將選取出厚度及折射1率^吊 本發明依據全反射之波導結構(選擇性階躍折射 ^化折神變化係由料—介電魏勒部份折射率 ，)與依據低聲作響長廊模式不同。本發曰月設計因而具有 ^二個介電質材料區域。這三個區域促使模折 於兩側，同時運行於圓柱體週邊 廊模只依靠折神變化加上所冑要_體解•制a ^ °更特別地，細作響長賴並不依細柱動側之第二 折射率變化。 户夠單獨地使用光纖共振圓柱體而不含附加性之透 波導，但是共振圓柱體或光纖10目而需要轉合至 iiif源。光纖共振器另外一項用途為耦合光線進二 離開共振器。 茶考目4,餘共振_合n 4G〇祕加透做導而 ^專播*向·平行於光轴490以及具有第一外部漸變7 為失場491之導引縱向模至圖！之共振光纖或波導1〇。如 所不，相同數目具有相同的功能。不過在圖4中，顯示出 第12 頁 1269084 般波導10或460而不是可能的成品例如為平面形狀 纖維，或其他形式之波導。如圖！所示，共振波導1〇傳播方 向433為週邊的，球面的，他圓形或環狀相切於縱向中 心軸190以及具有第二漸變消失場跏之導 32、及42表示傳播方向。如圖所示，圓柱體共振器⑽之Z 轴平行於光學共振益波導心蕊層，其亦平行於垂直於 方向32之侧向190。亦為橫向之徑向微，為垂直於 共振^。因而，參考之箭頭433為光學^ 方向嫩有執編鱗播 、提供父互連結作用區域於非常接近透射波導侧 振波導10間之空間以正交地分別地將第一及第二消、 328之漸變消失尾部。箭頭491及^顯示 其為漸變消失交互作用i Ο "" iof ，變消失場對使用折射4二，二 ^ ^ ί ί i附加性看不見層以及輕合光 者輕要的。選擇光纖共振器之折 & U件:〒或其他圓形表面300光學傳播之折射率導ϊ!設 份光細存在於頂部光學或介電=狀 入波皮圖導 使得大部份功 第 13 頁 1269084 射Sit象。r份共振器波功率耦合回到透 ί二2穴功率持續傳播環繞著共振器10 〇 於大^矜入沧ΐ、^共振器10時，光波之相將累加。對 導460無1之:二i :丄0中波遇到由搞合區域470中透射波 通常將發生-些破壞性干涉。該合併波 區域由. 長，在共振11裝置1(3輸域功耗大約 H處決定於共振器10及透射波導460中傳播 &^3^^路錄度，狀她_或接近 加霉㈣^丄!中建5又性干涉職。共振器功率大的增 份率輕合回到透射波導佩甚至於只有少部 人次光波在透射波導棚與共振器1〇間耦 又(任；'方向）時，光波產生大約-π/2之相位偏移。因而轉 口回波導獅之光波相位偏離原先輸入光波為1。 ㈣ϋ早Ζ共振器'循環行程中功率損失部份等於由透射 捩:。心^至共振器1〇(或相反方向)之功率部份時，由丑 輸出力率，其非七類似於方向性I馬合器。更進一 恆疋理顯示在共振器10中傳播損耗完全地 、入 :，輸入功率相匹配使得在圓柱體共振端槔:處== 由兩個端蟑共振器之一般功率輸出類似在週期波長處 第14 頁 1269084 共振之梳f。触功較獻實際形式決定於各種物理及 光波傳播芩數(共振器路徑長度，耦合間距，波導寬度，波傳 =度以及衰變）。效麟週雛，目為2_她與共振條 件相匹配(n=l，2,…。 、虽共振态10按裝於平面波導基板460上時圖1圓柱形光 纖共振器模擬產生實用的兩個端埠共振器裝置。平面波導 基板460¼供光學輸入及輸出訊號之高折射率声立 ，包層562。類似高折射率波導結構ϋ於 二京,::ΐ益10之表面上，其利用薄外包層130、塗覆於高折 導12G。導引層在此表示為版狀波導棚，導弓I 、、、口，亚热提供側向模限制。通常，版狀波導包含連續性層 並不具有妓瓣，目辭雕麟含有版及 =(決定於圓柱體之直徑，傳播波長，以及圓 貝耗規定，共振器10可規定為或非側向模局 圓柱形波導10之平面波導彻支撐結構間之模功 乎進層102以直徑125微米，250微米及5〇〇微 ί ΪΪ it趙贿拙桃雜及餅製造方法 相匹配，其中直徑通常能夠控制至小於1微米。 果係假設版心'蕊561及圓柱體波導心蕊120 =及折射率選擇將在所需要波長範圍内維持單一導引模 ί ί ί細柱财_ _與絲蚊-包層圓柱 形共振，置不同，先前結構只支持許多低聲作響長模 振'波效應而比利用多模共 振态裝置情況尖銳。 基礎擬及峨46_柱體10為 ,Λ IV為具有導引層，其心蕊與包層間折射率差值 =斤值公式為(環狀心蕊折射率值-曰斤射率值)/内包層折射率值。具有4•挪折射率對比 第15頁 1269084 ^ i"o 能非常類似於先前技術之平面環狀共振、振為10之性 心皆=對比，圖1共振波導10心蕊12〇之 二:>^度124，為l 5_2微米。心蕊12〇，下包 卜層130能夠藉由藉由標準光纖技術在 ^ ;件::=;=，雜劑之== ^ k二料了猎由次潰光纖於具有 ==;，底外惻表^= =2=。？抽拉處理過程提;精上= ，製造細吏心蕊保持分離以及設定間隙折 法提供處理過程之優點優於在平面裝置中所梦造之^
=二=?合器性能直接地與波私_勾性及、 =射率物生相關，該均勻性在晶片内及每上J 檢k ^圓柱形共振為端埠處場振幅假設為1。在輸出端 最終辨職 射（I M / I ai 12值為 t=〇. 99。在該 、 4面之轉合為相當微弱，只有1%光線由平 當容皮導1〇導引模。微弱耦合構造相 易也猎由外包層厚度及折射率選擇加 S中”;^環繞透— 所導致了二，此由雜射及波導弯曲損耗效應 率差細有助於 第 16 頁 1269084 平面波導圓柱體耦合模擬中重要一 =及！1 ΐ形波導1〇相當寬足以減小3D平面圓柱體轉人之 二？平，生波導-環狀波導耦合器。假如平： f生波$460 I度比厚度大許多件 、 了 =假設側邊繞射減為最低，其使“常寬的二為 鐵或在》柱形波導中實施-也側邊導引方切 麵柱形波導10中側向損耗。—^丨方式達成，其限 在適當地方作這些假設平面性導伊 擬產生結果類似於先前平面性波 於共振光纖内包層102之直徑.由 =期地咖自由頻譜朗“隨著難體 之結果L由於圓柱體直徑增加1 bl 12透射最小值 之見度亦減小。當圓柱體直徑增加時 光纖整。由於一般光纖抽拉處理過程能夠控制 寬度影“ί=·。5齡，-直機傾鞠最小值之 圖4 波導460採用平耐生實際形狀，同時
Siiii = 採用圓柱形狀。作為一項可能的實施例，正 = 0包含光纖具有一層或多層精確介電質環 丁g ^20作為局限或共振結構10而裝置於平面性波導 ‘ 域平面共振器 六放㈣^乍為和確狹乍頻帶之光纖。在許多情況中正 ί G特性為平面環狀共振11結構解直器為 呼兔p、夕衣置間之混雜混合物，其各別操作理論及設 未加贿併。棚㈣，鎌於微光| 之細舰11㈣的歧耦合器 /、^、振為内，其藉由外部光束激發共振器之寬度與 第π頁 1269084 側向導引相關之大部份共振器構造不同。 a依據本發明所揭示，共振波導1〇之圓柱形光纖裝置於 寬廣平面性波導上作為透射波導460。只要存在某一程度 之模相匹配，沿著平行於光纖，平面性波導，或圖4其他構造 具有外部漸變消失尾端之光軸490而導引模的波導適合使 ，為透射波導460。選擇性地，透射光纖能夠漸變化如美國 第2002/0081055及2002/004473739號專利所揭示使用作為 透射波導460。 寬廣平面性波導460能夠為溝槽或隆起波導。假如版 外口卩地由見廣或有效準直光束例如由微光學準直器發出光 線激發，平面性波導亦能夠為版狀波導。人們了解版波導 或平面性波導能夠採用任何曲折路徑，螺旋，_狀或其他 方式以及|馬合區域能夠漸變化使親合區域具有最寬尺 寸，其決定於所需要之應用，如圖14所示。’ 一參考圖5,相當寬係指作為透射波導46〇之平面性波導 j當寬使得未被導引之基械並不會改變模寬度564，[模 為波導覓度564之函數]顯著地大於一般關切之距離（ 该I置中例如咼達3刪）。因而超過一般距離，未被導引 職树鳴碰料1G之眺形光纖共振 為之柄亚热侧向局限)並不會嚴重地擴^^例如超過琊）。 由於$引模侧向太見，當其傳播環、繞共振器1〇時將產生 小之繞射，以及因而共振器並不需要侧向導引結構。在 面性紐上使用相當寬廣正交指向之平面性波導重要性 於寬廣將在圓柱體上齡需要額外的侧向導引結構 Bragg光柵，軸向漸變器）。 、^擬各種寬度共振器1〇之圓柱形共振器環繞行程損 ^控表不之厚度1〇4確認該*式。對於所考慮光纖圓 ，直径(125-25G微米)，為透射波導之平面性波導彻 見度564優先地為2〇〇微米寬度附近(或更寬)，作為約l拓 1269084 性波導之最*寬度。實際數值狄於所1 ，為韻接受之環繞行程的損耗 ^ =要 為^米寬度)當傳播環繞共振器1〇車^^^(= 念:父缺繞行程損耗。較為寬廣光束如;；: 繞射非常小，產生較低環繞行程損耗二 ==見） 散所程透射值約為L 0係假設由於側向模擴 光線料十$ if為小的。不過，當由狹窄平面性波導發出 版狀波導時，#光線_圖4耦合區域 纖度不她崎較少相^ 。及原先圓柱形共振器模場不相匹配 損^4於场橫越圓柱形波導表面所產生之環繞行程 圖顯透射與平耐生波導寬度之關係曲線 直*圓柱體之平面性波導寬度(或其寬廣度） 導壬透射間的選擇以模擬傳播環繞於圓柱體之未被 ; ί S ； 5Ξ f,；-：104 -，T值為圖5千面性波導覓度值之函數。曲線 圖頒不出平面性波導寬度大於25〇微米，圓柱體直徑高達2 Ιί! ^^槪損耗可忽略，甚至於延伸y-軸座標顯示 雜透射勤在G. 99及L GG之間。曲線_示出對 ^ °中具有直徑1〇4為500微米或更小之圓柱形共振器作 =包層102,在圖5中為透射波導平面性波導寬度564 =狹窄的為105微米以及仍然使環繞行程損透射喊為 與或更大。此為重要的結果，因為其顯示由於側向模擴 ft導致之環繞行程損耗能夠藉由實際透射波導尺寸加以 官控。 因而由於模傳播環繞於圓柱形，球面，或其他波導10表 第19 頁 1269084 、你導棚藉由繞射產生側向擴散，當其回馳合或交 時，該繞射將使模場變為較寬。圖6顯示出 t 程損耗小於G.1%(㈣999)使職徑5〇〇 ^。、或更小光纖圓柱形，版波導460寬度必需至少為則微 t、、3iHInc·所提供BeamPR0P軟體對傳播於圖5環 ,ί·主5二J :電質層之週邊模在兩種情況下作模擬，兩種 ϊ f ί纖維，其内包層151之η為h 445,環狀心蕊厚 ϋΐ微米，操作於空氣中(n約為1λ以及使用波長為 乎^ Ϊ於為環狀心蕊⑽之介電f塗膜沉積於125 ί itfSi外側表面上作為内包層1〇2,確保在環狀心蕊 A 9 不轉合低_#長廊模之最小折射率差值約 “中折射率差值(%)公式為[(環狀心蕊折射率值_ 内包層折射率值)/内包層折射率值]。 咖ί"情況中，對於為環狀心蕊之介電質塗膜沉積於 中^ί米外側表面上作為内包層，確保在環狀心蕊 =$亚不耦合為低聲作響長廊模之最小折射率差值約為 ^考® 2,鱗瞧示當顯_包層啦接近5⑽微米 ίϊίίΐ表面能量如何由高斯光束投射分佈給為低聲 曰長口郎拉^圖2呈現出在長方形區域中直的版波導中傳 ^旦是座標系、統實際上由極座標轉變為直角座標，使得χ_ 方向表不触(x=G為接近域共麵1G之麵以及χ=_2〇 為朝向内部區域）。當内包層⑽本身存在作為共振器 ，ζ方向表示沿著光纖表面之週邊傳播。 翏考圖3,圖2具有支撐低聲作響長廊模之第一折 Ϊΐί同^包層由較大長方形面積表示。不過，加入相 =薄核狀心蕊長方形區域以及代表環狀心蕊圍繞著圖2内 包層，其相當薄及具有大於内包層第一平均折射率之第二 第20 頁 1269084 平均折射率以支術斤射率導引共振光學週邊或其他正切模 320,其模折射率大於内包層第一平均折射率。因而，、 狀心蕊區域120形成於光獻表面處，其厚度為2 ^米及 4· 0%差值，相同投射能量保持局限於接近表面之區域。 f兩種情況中，能夠使用較高差值之環狀心、蕊，但是此 s在核狀心蕊中產生多模導引（決定於心蕊厚度）· 要的或不需要的，其決定於特定應用。 ’ 一…、而 可0微米厚度之環狀心蕊屬心蕊層亦為 了此的。例如，對於5〇〇微米光纖，在4%差值下，能夠製造 4. 0微米寬度之波導如_狀心蕊厚度以及仍然 出 ί模。此為有益的效應，因為通常具有該 ΐίίίΓ寬减將為多模。環狀心蕊弯曲表面亦有 ⑤階模，其有益於將成形器、光束寬度之共振模 環狀值範圍内圓柱形光纖共振波導，心蕊 ίίf 微絲10微絲動。對於大於_ 值中圓柱形光纖共振波導(包含η約為2. 5至3 3之古折 魏氮化物,％ _等)，較薄環狀心,ί 尽度^地在微米至1G微絲圍内。 狀心蕊之介電質導引層共 =共振器、區別之方式依靠模之有效折神。、 相同的兩個結構作模擬： 丨引千偶衩楗利用 以及米直徑先纖為玻_包層(η=ι.秘） -:^子又心凝層（差值n=2%)，並由空氣圍繞著。 以及?ϊ00微米直徑光纖為玻璃内包層(η=ι.桃） U未尽度心病（差值n=4%)，並由空氣圍繞著。 况中，結構支撐低聲作響長廊模及介電質環 在;r果確認單一介電質環狀心雜具有 冬值在衣狀心蕊折射率及玻璃内包層之間。另外 第21 頁 1269084 一方面，多個低聲作響長廊模全部具有相當低有效折射率 介於玻璃内包層折射率及外圍空氣折射率之間。 因而，下列列出由最高至最低折射率之結果： 介電質環狀心蕊模折射率 導引介電質層模有效折射率 玻璃内包層折射率 低聲作響長廊模有效折射率 / 空氣外包層折射率 對於125微米直徑光纖，一些數值為： _ 介電質環狀心蕊模 1.513 * 料介電f賴姐折神1.485 玻璃内包層折射率 1.445 低聲作響長廊模有效折射率1.428 1.414 1.401 1.391 1.386 1.380 1.371 φ 空氣外包層折射率 1.003 對於500微米直徑光纖，一些數值為： " 介電質環狀心蕊模 1.484 導引介電質層模有效折射率1.4Ή 玻璃内包層折射率 1.445 低聲作響長廊模有效折射率1.416 1.386 1.370 1.347 1.322 第22 頁 1269084 1.300 空氣外包層折射率 丨.㈨3 模之貝if輪有效折射率及最低階低聲作響長廊 射率細有效折 喊糊概料__數相匹配 要響的 ’外tifi為低聲作響長席模之能量減為最小(在内部 域及働縣躺者⑽戦-個單一尖 右古iiir項重要揭示為#由調整環狀心蕊折射率且 2= if導引介輕層模與存在於平面性波導棚 配對f工购為可能達成的。這些平面 率為微弱地導引(例如低心蕊—包層折射 以改盖搞人有較寬或更寬廣基模(例如為㈣微米） 文"耦σ至本公司供應之SMF-28光纖。 哭f缺乏侧祕局限結獻姚簡化共振 mi ί 細帛·2/_ΐ()55號專利所_ 準ΐϋ及顯著地緩和組裝本發明共振器裝置中對 ί ΪίίΓ美國第細謂削55, _顧彻739號專 冲明木及關第6738399號專利所說明之共振器）。 多>Ϊί ί 纖處理過程製造具有所需要折射率分佈之 環^ί、ΐί斋產ί徑ΐ地實際導引層於環狀心蕊120中 共；“uH。該，、向模控制為獨特的。低聲作響'^廊模 且至於週邊—模"共振器所界定或所使用係指 内單獨地依靠共振圓柱體之曲率，並不利用 田折射率分佈以導引光模。本發日月所揭示内容為由不 第23頁 1269084 同折射率之實際波導層來導引光模。 739號專利依靠直接；f/()_55及2_/_739 上摻物細柱體 要加入竭彻中其需 的對準。 中亦需要精確 加，比，縣發日肤纖共振 :5;=:點在於其能夠製造為高 ====;:控制材料折射率。單 出成千或數百萬圓柱形共振器#w且古拉< -晶 能，精確舰器校正需要物理或熱調整步驟、振4皮益性 二女』t3G2中漸變之閉合迴路形狀。漸變共振来_ 整作為不⑽=:i皮長擇或其他種類共振波長調 祁的_4置應關如為可調整缝雷射等為 ^^漸、欠光纖作為圖4正交共梅馬合器棚 二振器實施姻驗翻為—項可能 圓 =為^鱗1G錢·猶勒包層^^ ==_崎騰咖彡麵地膜以提供 圖9中光纖-版共振器、棚之漸變光纖1〇之優 夕共振器具有祕砰紐解致_^彳^ σ 1269084 纖戰辦雌纖度 7 5戈圖9漸變光纖能夠使關1圓柱形共振光纖 尚拙I牛ίί製造方法製造出。在這些光纖上額外控鑛 Uf機11有限部份範顯使每單位長度光纖 這二漸、文态能夠再按裝於版波導460之平 i，fH域中版波導外包層在交互作用區域中局= ίΐγϊ 職触職錢财他黏接 ΐ ίτ0==之聚合物光麵持器在接近光纖漸變 於紐500上。漸變器光纖10亦能夠使用 ㈣工纖5晰 使用漸變平面性波導共振器4〇〇 微調整。該調整操作能^ 用==ΐ5;過程之變化作補償，或其能夠加以利 =2:= 變ίΐ由折射率分佈光學_變。漸變 辆塌由外部促 二;光纖間之耦合係數能夠加以 將調 1269084 振效應頻寬及深度之可調整性。調整效應在動態哭 重要的，當每-波娜鍵波碑通之寬度能夠加: I以提供含蓋整個波長頻帶。在漸變光 侧或下侧紐版波導500間之分離距離能夠加上 調整。例如,漸變共振波導10能狗側向地901 :動 ^版透射波導糊以提供溫度補償或波細整以使 =動 為I调整或溫度補償濾波器(藉由濾波器中央波長〕 -範例中，漸振鱗職細垂直於光纖縱向中 以及，4之版波導方向49〇的方向9〇2垂直_鱗放^於 四^阜構造巾頂部以及面對第一底部基板版波導测之^、 :ΐϊϊϊί!00提供帶通/阻隔頻帶之頻帶寬度調整以使 或溫度補償之舰器(藉姆波陷波寬度） 雜波導1〇或上層基板_(並未顯示出） ΓΪίί地相對於彼此在#直於光纖縱向中心軸以及圖4 棚的方向902垂直地移動以相同的四端埠構 ' ^Wlt/峨頻帶之頻帶寬度(藉域波帶通寬度） 置方林祕翻糊13巾非賴域—版共振器装 件調ί;:Γ地實 =藉=熱，元 /，丨以又义、灸12〇,包層130及/或底包層1〇2之折 二口’位於#近光纖-平面性波導共振器之平面性基 u 夠提供局部加熱，其改變一層或多層之折射率
Wiwj衣置之共振波長。能夠使用該方法以操作可調整 氺输’in、區f多工器）裝置或色散補償器。使用該方法在 棚。1%端之熱梯度能夠產生可變化漸變光纖—版共振器 心/匕夠使用具有超過一個平面性;皮導陣列可變化共 =3生Ϊ有可變化波長頻間隔以及啟始波長之多工 心夕工态裝置。在這些應用中調整版波導460及光纖 第26 頁 1269084 lOf之距離將對波長頻道及帶通寬度提供控制。通常，該 方式將提供彈性多工器或解多工器裝置，其能夠對客戶規 定之波長頻道需求作調整，如圖14所示。 了適用於下列生物或化學感測外，亦設想光子應用 ，1切換器，多工器或調變器。共振器操作之波長能夠 55微米之間，其決定於使用於絲，感測器及波 長技術使黏接層光學特性變化(例如折射率，吸收變化)最 寸別疋作為石夕石為主材料系、统。不過，本發明共振器 其他材_統在超過2〇〇—2〇〇〇nm紫外線及紅外線 衣ί及使用。例如，能夠使用氟化物或其他重金屬 t ^式材料於超過2〇〇〇nm波長。一些或其他生物/化 Γ感應職魷長〉2 «，射涵_本_之共振 纖例如光子頻帶間隙，中空心i或偏極能 ‘ni、曾内部共振器底層或物體以及作為環狀心 :二二^3^存在於該光纖外側。只要内部結構為離開共 至少_波長’能夠使用不同形式光纖作為内包 I? 不_内包層結構傾向區分出被導引之較高階模 所形成衰減將加入更大職行程損耗。設計之 廷擇:要決定於平衡内部光纖設計之應用及增加之衰減。 。在ΐϊίϊίί擇包含光束是否存在廣泛光源可供利用 、V見度而要小於180微米寬度之應用中，光兩 制環繞行程損耗。本發_示出數 1 員 物段作為惻邊麵限被導 限方式為處理(劈開或抛光)共振波導10 鸲叫k供具有劈開或拋光端部之圓柱體或光纖。該方式 第27 頁 1269084 並不適用於非常小直徑之光纖，但是很幸運地在該情況中 環繞行程路徑為短的因而由侧邊擴散導致之損耗預期為很 小的。侧邊模局限實施亦能夠藉由減小光纖直徑或移動圓 柱體10離開中央導引區域470而達成。除了被劈開或拋光 之光纖端部，拋光端部能夠更進一步以火焰拋光使直徑減 /J、〇 參考圖7, 一對侧邊局限區段701及702包含共振光纖之 相對漸變端部於交互作用區域470之外側。能夠使用漸變 抽拉處理過程以選擇性地減小光纖共振器1〇之直徑。因而 當平面性波導或其他透射波導並不足夠寬廣時，在需要情 況下能夠使用共振光纖圓柱體1〇之漸變相對邊緣作為侧邊 局限。侧邊局限結構能夠由中央波導心蕊兩側上對稱漸變 形^。因而，相對漸變段主要在於提供橫模之侧向導引，因 而橫向模並不會在傳播環繞於光纖表面過程中在平行於光 纖中心軸方向擴散，因而限制環繞行程損耗以及能夠產生 較高Q值。 並不作漸變，在另一侧向模局限方式中，處理一個或多 個壞爿大心蕊導引120,外包層130或内包層或底包層1〇2離開 中央導引或交互作用區域470以選擇性地改變折射率。該 折射率變化能夠藉由將聚合物或摻雜之玻璃層選擇性地暴 露於紫外線而產生，或藉由控制浸潰塗膜以加上介電質材j 料或姓刻去除該區域中介電質加以控制。 參考圖8, 一對側邊局限區段7〇1及7〇2包含Bragg光桃 810劃記於交互作用區域47〇外侧共振光纖1〇相對端部上。 在光纖圓柱體共振區段每一侧上之光纖B 光栅顯 提供侧邊局限財央波導環狀心蕊兩端上提侧邊局限 光柵形成實質上平行於共振光纖之週邊傳播方向。因而 光軸為垂j：於先纖巾叫，以及倾方向m圓柱體轉 變。 第28 頁 1269084 使用紫外線照射以劃記週雛光柵 狀心蕊導引120，外包層130或下 往後地反射 或二圖;===平= 不。猎由劃記Bragg光栅810於平面性波導46 ΰ 8 面性波導461會462 _合以及圓柱形光纖或振= 變。例如，所形成正交共絲合器,之頻譜;^能1。 =由加上Bragg光柵810线化，因為柄合作用能夠^妓 ^皮^下被加賊在附近波長下減少。Bragg光拇81〇 “ :口以具交在共振下以不同的角度沿著光線傳播路徑散射 光線離開版波導461或462。能夠選擇這些散射角产以诘 f引版波導綱之模場柄皮前角度不相匹配性。較=、相波 ^角度不對準將導致在版波導461及462及圓柱形光纖或微 球面共振器10間之麵合作用得到改善。 ’ 抑共振效$之尖銳化與環繞行程透射α值以及方向性輕 合為長條狀態透射t相關。這些參數小的變化將導致共振 效應嚴重的改變。在實際共振器裝置中， 方向性耦合器跨越狀態之透射k與版波導461及462以及共 ^波導10間較大分離相關。有助於決定出k之積分包含重、 疊版^皮導461及462指數衰變尾端以及共振波導模場。因而 ，模場間分離距離小的變化將導致k值大的改變以及因而裝 置之共振效應產生大的改變。 、 為了將正交共振耦合器400對板—光纖分離距離小的變 化之靈敏性減為最低，Bragg光栅81〇能夠設計來散射版波 導光線不均勻為沿著版461或462角度及軸向位置之函數。 當共振波導10移動離開版波導461或462時，在接近至少一 個版波導461或462之散射光線耦合作用將降低。同時，共 第29 頁 1269084 振波導ίο亦與光線相交，該光線由位於離開共振 遠之版波導Bragg光柵81〇散射出。藉由適當地選I 版波導461及462軸向位置函數關係之散射強声及^ 版-光纖分離之有限範圍内平面性波導至光纖之^又自在 性得到改善。包含均勻性及_合損耗之設計σ = 的，因為所有情況版波導散射光線將無法搞合進入轉而 導表面傳播模。辆地，版波導備及以及共^導1〇 之間亚不f麵雜合，_在考麟町絲系統之整 體光學損耗應該為小的。 ，光柵通常藉由在波導導倾有效折射率巾加入任 類局部週期變化而製造出，其在心蕊層561，包層(在心蕊 上方或下方）中改變折射率，或由於波導心蕊或包層厚度快 =變化，其產生導引模有效折神改變。被導引模場必、 需看到材料折射率變化使光栅發生作帛。頂部厚的外 563材料能與薄的外包層562材料相同。無論何種材料^ 除頂部厚的外包層563只遺留下薄的外包層562於交互作用 區域470中為重要的。例如，假如頂部薄的外包層搬相各 f在頂部薄的外包層562表面處模場接近零。此為正常白田勺 f月況，=為假如模場不接近零，則在薄的外包層562上表面 處，在顯著的散射雛。光栅81Q需要放置於導引模場不 為零處。^為優先的情況，其中光柵81〇直接祕導引心蕊 ，頂部薄的外包層562上。通常,薄的定義為小於導引f 覓度0· 5倍，同時厚的定義為大於導引模寬度之三倍。、 山具有或不具有光栅81〇,目13之4-端琿構造而非圖4之2 -端—I考慮使_為正交共她合雜種細之共 ，系統。因而，、-般作為共振波導1〇之含塗膜光纖能夠按 =於=面性波導观及之間以產生4—端琿環狀共振器褒 置^在較低紐501左側之光線輸入1381在共振下輕合進 入光纖共振波導1〇,以及耦合進入上侧基板波導5〇2。在遠 第30 頁 1269084 ΐϊϊ波長下，在較低基板5G1左側之光線輸入1381持續向 刚通過以及在右侧離開。在該構造下，共振 f ，陷波滤波器。使用由上侧基板5Q2發出之光線輸幻％ 能夠使用該結構以操作為4-端埠濾波器。、 ， 假如共振料10之概心蕊雜主紐稀土族 ，夠採用圖13之使用4-端埠光纖—版共振器構造之鄭 層泵運。光學訊號被導引於較低基板5〇1中，以及= =泉被導引於上側基板502中。通常，導引光線於版備及 以及共振光纖表面模之_方向性私齡構為 目關的。利用该特性以設計上側方向性輕合器5股使其只 耦合泵運光線，以及下侧方向性耦合器5〇2使其只人= ，。在該情y上側及下側輕合器5〇2及5〇1分別口地作^ ;長區分多工态(WDM)類似於使用於摻雜鱗光纖放大器中… =本^司MultiClad WDM輕合器。能夠選擇共振波導1〇光 、截之直徑以支撐泵運及訊號光線之共振條件 树常卿縣喊— 光学增盈。 使用於4-端埠共振器結構，此快速調整將正交共振 '為轉變，高速絲_||。其他顧簡使職— 維^膜於高速狹窄頻帶濾波器環狀心蕊12〇或外包層⑽ 、。這些濾波H關朗作為可調整狹窄_#射零件或言 ^譜儀財。麟使職可調整4—鱗光纖—版^ 塌^以‘造出其他裝置，例如為偏極分裂器及控制器。 參考® 14,圖9之漸變光纖共振器1〇使用於圖13之 構造中，其並無光栅810。依據按裝於兩個透射波導吴 ::1斬ί光纖10,正交共振耦合器400能夠使用作為多 ^埠波長解夕工器，其中下侧基板5()1顯示出具有該平_ 波導461底部以及上側基板覆蓋於平面性波導搬頂部。呈 有整體平面性波導462上侧基板5G2能夠直接地按裝於且g 第31 頁 1269084 平面性波導461之下娜板501上，在兩個鉍5〇1以及 =Ϊ間具有—傾斜触，其_ 9漸變輕1G之搞合角度 =表不。不過，對所馨共振之範圍擴寬不同寬度的平面 =ϊί61及顯示出些微地偏移而非完美地重疊而能夠 刀別地看到頂部及底部透射波導462及461。 圖14結構因而形成4_端埠光纖—版共振麵似於圖13 ^員不。見廣鮮光線1464包含-組又4波長進入正 裝置侧於輸入端埠處如4n 。先轉齡右邊，德縣雜漸變光纖 =f二選擇漸變光纖10直徑，使得波長又i為共振波長 致波長；U光線被耦合離開漸變光纖1〇以及進入上 ^狹窄頻帶波長λΐ之光線由上側基板波導 、曾2MV引至左β，在該處光線離開上侧基板502。在下侧波 蜍461中殘餘光線依循18〇度波導彎 、 10 1〇 〇 3為λ2)在共振下被耦合進入漸變光纖10,在該處再耦 ^入上^級波導462。殘餘四種波長重掘亥處理 咖64在接繼侧蝴落處離 ^皮長解多工器能夠加以製造使得所有波長輸出出餅 基板之-側，該細吏用緊密平面性波導並在_層上 二= 之，將歧雜如波長頻道曰監測弓器之 所器陣列對準於平面性級輪出側上之 :土頻7輸出。由每一波長輸出之光線將耦合進入分 離感測為，其提供每一波長頻道功率資訊。 #用1端多工器裝置亦能夠在版波導461及462中 ”螺疋波導圖案佈置。決定於能夠作為平面性波導之^ 小It徑，ΐΐ式可減小平面解多工器裝置整體尺寸。取 圖14之夕端埠波長解多工器佈置能夠加以延伸以形成 第 32 頁 1269084 更複雜濾波裝置，例如動態增益均衡器裝置。版波導佈置 ^側提供解多工化及在另外一侧提供多工化。在兩個 雙光纖共振器1〇之間一個陣列寬廣頻帶可變化 ⑽)能夠製造於相職板上以逐一頻道為基準地提 長頻道功率修整。 對於需要具有輸入及輸出波導於共同基板上之應用 其他矩鋸齒狀或曲折佈置為可能的。使用上侧基板^^以 : 導引每—波長頻道之光線於左邊漸變光纖至右邊漸變光纖 - 之間。 • -圖14之漸變光纖-版共振器400為仍然實用，甚至對璟 繞4亍私損耗作評估。在圖5圓柱形光纖—版共振器中，由版 波導4601馬合至光纖共振器、1〇之模場傳播職光纖共振哭 ， 10以及到達回到版波導棚而具有零角度或侧向偏移。；： 光束利用版波導461或妨2再合併於圖9之4-端埠構造：單 一版波導460於圖9之2-端琿構造時，環繞圖9及14漸 纖1〇之類似傳播加入側向及角度偏移。光束之侧向及角 度偏移將加入耦合損耗，該損耗決定於光束之寬度。側向 及角度偏移數量決定於光纖共振器1〇漸變程度。 、模^三個不同的漸變方式。每一方式在圖9之漸變光 ® 、纖共振器10具有5ram漸變長度，其在漸變段每-端部分別地 : ^有不同的最小及最大光纖直徑904及944。12· 5微米，125 U米及500微米檢視標稱光纖直徑作為圖1中之最小 徑904或1〇4。較小光纖直徑產生具有低階模以及大自 頻譜範圍(FSR)之光纖-版共振器。例如，在下列表中第一 • 光纖漸變器具有FSR跨越通訊〇頻帶(1528-1563nm)。 數種不同光纖漸變器之階，波長及FSR計算表 (使用單模波導於neff吐51光纖漸變器表面上） 第33 頁 1269084 12.5 最小光纖 直敬（微 i〇
最大光纖 直敬（微 i〇_ 漸變長度 (微米） 階 A min (nm) λ max (nm) 12.9 5000 39 1520.48 1569.13 125. 35 5000 ^88~~ 1528.31 *1532. 59 500. 35 _500^ 1552 ^2. 83 152. 94 FSR (nm) ™入Γ 沒空聊變器屋生環繞行程耦合角度 王科於〇· 015度。對於寬度為18〇微米或更小之傳播 、>束，由於該角度偏移所導致之耦合損耗為<〇. _。由於 耦合角度 (度） 48.66 3.95 0. 99 0144 0126 0.0126 向偏移之類似分析將 雖然使用模局限方法以提供低環繞行程損耗為重 的，另一良好高-Q共振特性之關鍵問題為單模操作。此 ^含製造共振器、導引結構卩支撐只有一個側向(或方位}以 及一個徑向（或橫向)模。 在美國第2002/0081055及2002/0044739739號專利申 j=向模之最小化藉_小共振器肋條結構以及減小 肋“及非導引相鄰區域間之半徑差異而達成。此需要 精確控蝴姉共振S材料之去除。 在^第6583399號專利中，侧向模最小化直接地麵合 ^ 者可具雜彡' 自_選帛 直徑，其將提供較佳模最小化。 口口，據本發日月所揭示，平面性波導絕熱漸變器確保只有 =^廣侧向模在目柱形或光纖波導中激發峨供單模側 呆作。作為準直器為主薄膜濾波器，該漸變平面性波導 能夠製造出以模擬光學準直器之侧向操作，同時心怒—包層 ϊΐΐΐϊ提供橫向模局限。該準錢鏡能夠藉由將平‘ 得其在—端域廣的(例如>2〇〇 U未）以及另-端為較小寬度，其間為相當小漸變角度(例 第34 頁 1269084 如<1度）。 ^平面性波導因而絕熱地擴寬，只有較為寬廣波導之 ^破激發-甚至於較為寬廣波導將支撐許多模。此^ =以最終地雜合漸變平面性波導至單模光纖 供，28光纖)。此單模光纖能夠輕合進入小 夂平面性波導(例如〇. 75%差值波導之6微米乎 咖差值波導之2微米X2微米)，其只支撐U糾 时在先丽所提及，055,，739，及，399專利/申 、 操作徑向模最小化係藉由保持圓柱體或球面半徑' 小以加強光學路徑彎、曲。激發超過一個低聲作塑長 該多個或梳狀共振擴奴小多模焱 模因為蝴任何不想要 10-7 ^加^抽叔土傻或更優先地其能夠縣餘光纖/Βμ主底斷 峨/製造綠权於塗覆材料。 制厚光驗細__紐航積受控 柵製造溫玻璃形成處理過程例如火焰拋光及光 弟 35 頁* 1269084 覆‘形咖 學種類釉糾吞甘主 ，在化子或生物感測過程中特定化 如為折時f改變一種或多種光學特性(例 丨塗膜塗覆，在内包層職柱=面 的身二ΐΤ’111及4之共振波導ig斷面表示為具有額外 細侧或2 _ m怖層作為取外層。人們了解該附圖並不按昭 因為人貫際層將太薄紐在真實斷面中看到。作為正、、 内白柱體作為具有多介電質層120, 130,及33之 120 ΐίίν ί面而製造出。藉由控制導引（或心蕊)層 外包層)130及玻璃光纖内包層1〇2(作為下包 好細喊蚊撐單一傳播 ίH纖表卜包層13g為薄的(3_5微米)使一些模（ Lr L〇.1%光學功率）以傳播於黏接劑塗膜層33内。因而， 交大直徑時，由介電質環狀心蕊層120所提供之徑向 導引將使共振波導10支撐單一徑向模。 门 額外的塗膜(並未顯示出）亦能夠加以塗覆以減少散射 =及使光纖-版耦合最佳化。光纖上外包層13〇亦能夠 猎由曰代或減小厚度消除圖4所顯示薄外包層淑之需求。 之介電質層120,130,及33能夠使用各種技術形成 、、’光纖處理過程能夠精確地控制徑向折射率分佈，因 接能夠精確地界定丨厚度及折射率分佈 第36 頁 1269084 。聚合物塗膜厚度能夠藉由浸潰及拉引技術或擠製模塗覆 精確地加以控制，同時聚合物塗膜折射率能夠藉由控制組 成份而加以設定。塗覆於光纖表面處之摻雜劑7亦能^埶學 方式擴散進入光纖，對於任何所需要性能之折射率分佈藉 由摻雜劑濃度及擴散時間以及溫度控制折射率及幾何形^ =產生等級化折射率層。因而，亦能夠使用額外介電層ς 環狀心蕊12G喊外侧讀導分佈撕以賴導9來 善輕ΐ至外做導。因而對圓柱形共振器、斷面之^ 確控制以提昇共振器之用途。 對整個圓柱體斷雖制亦能夠直接地加入調 於光纖共振器上。在共振器表面上使用電二 ΐ益^能夠在單1置上製造出 J二夕個單元整體形成。因而，環狀心蕊120材料作；兴 央声= 如，環狀心蕊層120或甚至於内包層中 性“或tsr:峨他稀土族材料，非線 狀心塗覆作為環 學增益。作5在不同波長果運下能夠提供光 族元素塗臈或含摻雜稀土 光纖内包層102之♦面二#自材料能夠擴散進入 層塗膜能夠由有之部份。增益 120中形成多層。、才枓或，谷祕凝層所構成在環狀心蕊 以實======表面作為表_ %可巧逮地改變濾波器之共振波長復仏些層之電 液晶，移喊，rb_轉蝴概夠塗覆 第37 頁 1269084 制面亦能夠顯現為*光纖火焰切割，拉引或 相同的環狀心』
由於ff模操作所導致之尖銳共振效應 :貝層m，13〇，以及33製造能觸城面塗 I ^或措__綠峨獅嫌1味觸近之折射率Γ 1(32目前顯示出具有填充之拉伸 導Γο ^ϋ3作為圖4之1£交共縣合器共振波 υη 空光纖具有黏接劑塗臈113於 管在;S:i;;=別 層外表面細與環 2::卜:ί面之光線漸變消失地與由黏接層113所覆 ί率料^ 作用。在黏接層113上内側表面處之折 ΐί 2= ί賴#娜數些微的變化，使生物或化 尸’能夠使用共振波導10以量職體折射ί變 預先選擇物質存在及不存在。通常，越多 ί折射率材料位於遠離外側表面上，模越傾 ===表面，其對良好軸合至外部透射波導 不過，位於接近外部之環狀心蕊而高於内部折射率之 第38 頁 1269084 材料減少場之婁丈量，其可供作為探尋位於或接近圓柱體 内側表面之流體或黏接劑。實際上，由内包層1〇2界定出中 ，光纖之壁板需要相當薄（即數微米厚)或甚至於並不會存 在使表面模漸變消失場與黏接層113内側表面交互作^。 為I在内側表面黏接劑層113及環狀心蕊層12〇模場間 重豐，内包層102應該完全不存在。 、作為共振波導10之中空光纖能夠使用較厚外層塗膜33 ； 或隨意性地比外側包層130厚許多而機械地加強，其2中空 : 光纖表面與圖5平面性波導460接觸之區域哺由紫外線昭 φ 射及濕式化學姓刻選擇性地去除。 ....... 在整個圓柱形斷面以及並非只在介電質塗膜外侧作控 制，因而使中空光纖/圓柱體被製造出以傳送流體或氣體，二 如本發明所揭示。能夠使用該流體或氣體以維持圓柱形共 振器之溫度穩定性，控制溫度，傳送感測介質，或其他用途'。 平面性波導基板亦優於美國第2002/0081055及2002/ 0044739739號專利之漸變波導耦合方法，其中平面性波導 與共振器結構間之|馬合能夠經由沉積薄介電質包層562於 平面性波導表面上精確地控制。 、《 、 簽考圖5,作為透射波導460之心蕊版波導顯示於基板 • 500上由薄的外包層562覆蓋。下包層(並未顯示出）亦能夠 : 製造於版波導460與基板500之間。基板材料能夠為石夕石， 砍,InP, GaAs或任何其他材料共同地使用作為平面性裝置 基板。心袅460,薄外包層562及下包層能夠由各種無機材 料例如摻雜之破石，矽，;[nP，GaAs或有機材料例如氟^聚合 物製造出。 厚的外包層563能夠沉積於薄的外包層562上。薄的外 包層563經由選擇性姓刻或抗光劑去除以暴露出外包層於 特定位置中，特別是交互作用區域中而加以圖案化。曰 在一項範例性製造方法中，圖12之聚合物握持器127〇 第39 頁 1269084 °麵糊_固定 者対庳圓it! ϋ於心蕊版波導棚適當位置上。 ϋ: 1Q保持與薄外包層562接觸於版波 苴他形成2—端埠光纖—版環狀共振器。 如舰▲物握持器之製造方法為可能的。例 :，m使用极造或機器、加工外部固定器在適當位置 法中’光纖能夠使用石夕v形溝样導 引結構精確地放置。能夠使 斯曰^ 固定聚合物握持器本身對準或 茶考圖12,圖4透射波導侧包含光纖12 包層繞著内心蕊1220 且^ 有内 ;未頌不出，在圓柱形光纖或微球體上之表面 以蕊12°仍然可使用來提供遞迴路徑 ^振7b射，其具有軸巾你测讀财向以及且 ^ Ϊ二^部_消失場之導引週邊觀正錢^合至具有 外露心蕊1222光纖1246之第-漸_失場。卿成2交丘 =合器將提供尖銳的共振效應，此由於共振光纖或球體八 10圓柱形或球形表面模場之單模操作所導致。 如圖10中所示，共振器圓柱形光纖或微球體1〇塗 接劑33,該黏接劑當化學難接至表面以使用作為生物感 測器時將改魏神。_下側域外細蕊1222之光線 以及進入共振波導1〇圓柱形或球面表面模，其將產生預先 決定之共振效應。光纖-光纖共振器方法具有優點，其中感 測f置ί輸入及輸出係藉由光纖達成。由於低價格i纖i 接态及父互連接方法已存在，該方法將簡化感測器界面以 及避免關於先前光纖與平面性波導對準之問題。 並不蝕刻或拋光透射光纖1246以暴露出一侧心蕊122〇 ，光纖可加以狹窄化，全部環繞外露之心蕊區域1222,其使 第40 頁 1269084 用漸變抽拉處理過程以擴展及暴露模場於光纖中間區段中 。光f再次地輕合離開擴展心蕊模以及成為圓柱形或球面 ，面模。由於兩個模為不同的尺寸及形狀，耦合效率將相 當低，對，許乡光纖共振器應用，其為可接受的以及為需要 的:大程度模場形狀不相匹配係指光纖—光纖麵合對光纖 分離距離變化為财靈_。繼及光纖—域共振器之 另一構造為漸變光纖，其作為透射波導46〇而按裝於丘振哭 波導ίο頂部上。 /、
、正父共振耦合器顯示為光纖—光纖共振器構造，其中光 纖1246替代圖5之平面性波導棚。光纖1246之内包層腫 選擇性地去除(使用例如蝕刻或拋光)以在中央部份暴露 幾乎暴露出光纖心蕊1220,類似於傳統在端部或側邊叙合 之D-光纖。光纖1246使用不同的被動對準結構包含 握持器(並未顯示出）優先地放置於及固定於適當位置。口 晉於ΪΓίΐϊ振波導10之共振器圓柱形光纖或微球體放 置於先纖上或底下以制秋適纽置，其伽適當 對準，以及間隔之聚合物握持器以固定共振波導10於交互 作用巾。亦能夠採用其他域或微球體固定方法。 該正交共振耦合器能夠使用被動對準結構 或機器加工表面納形 底部共振波 依據本發明-項’對準或控制波導及共振器相對差 °能_时㈣聚合物光纖握持器以保持 力Γ不想要之散射損耗。先纖握持器按裝ί 式亦將共振态陣列組裝於基板上簡化。 麥考W 15,圖5之正交共振耦合器侧能夠 一 維或二維陣列以提供高密度感測及/或光學功能。二為- 第41頁 1269084 光纖抽減雜轉致錢共振器可達成 中ίϋ隶大之優點。由井板1510所分離而在每一井格 個能夠集體形成於共同二維細〇上以提 咸少組裝費用。實施二維正交共振耦合器 開始為平^性共振器感測器為可製造的。處理過程 ^ 陣列平面性波導之平S性基板材料SO0 造ί。波導働能夠以各種有機或無機材料製 外USr! 性波導彻再覆蓋薄的外包層562,其 層563 °薄的及厚的外包層562及563減小 射雛以及擴大導引魅徑以改善光 展及厚的外包層562及563之沉繼，在厚的外包 由選擇性侧或抗光材料去除以暴露出底 以、562而圖案化。開孔形成於平面性波導權上 厚度，在該區域中共振圓柱形光纖1〇接 ϊϊΐ f #近地分_合交互作用區域中版波導 層f *562之折射率及厚度，一層或兩層 土板卜已層之去除能夠為部份的，完全的或完全沒有的。 握持器1270藉由在厚的外包層開孔暴露出底下 近之缸版印刷處理過程製造出。亦能 i==if對準及連接方法;其包含機器加工_彳 使用黏接劑連接之光纖導引結構。 纖loUtff器1270或其他對準結構，光學共振光 j 10有站接刟塗膜之較高折射率環
開孔或外露薄的外包層562上。共振光纖1G 理過耘能夠在單-操作巾適用於整個基板5〇〇上 柱形共振光纖10能夠够個平雌波導 u 裝處=觀改善整做導·^ 忒衣造方法能夠使具有黏接劑共振光纖10使用於全部 第42 頁 1269084 光纖-版感測位置，或不同的共振光纖10以使用於不同的位 置。因而，該方法在組構不同感測應用之二維感測器中具 有彈性(例如一種具有許多不同黏接位置種類之流體試樣 種類，或許多具有許多一種或少數不同黏接位置種類之流 體試樣種類）。 在共振光纖10放置於平面性波導460上後，井板間隔 1510降低至二維感測基板5〇〇上。在每一井板洞孔或井Big ，部四週黏接劑密封1514將防止流體滲漏同時密封每一光 學共振光纖10四週之區域。在感測基板5〇〇底部上之井板 1510分解圖能夠看到光纖—版共振器如圖4在每一井板底部 處之正交共振耦合器。 完整二維感測器陣列能夠按裝於適當的量測系統内。 粗略及微細對準結構154〇及1544分別地導引二維感測器陣 對準於光源1581及感測器1583波導陣列。並未顯示出實 施完整感測祕所需要之可調整雷射光源或可調整感測器、 濾波器。 一維感測為陣列藉由一維波導陣列具有光學訊問之優 點。、因，各別感測位置能夠為波長區分多工化，減少光源 及感測态所需要之數目。除此，在系統中可調整狹窄帶通 感測，波器能夠使用光纖—版共振器技術實施。 熟知此技術者能夠對本發明作各種變化及改變，例如 加入超過一個共振波導1〇或透射波導46〇以及不同組合元 件=變化以作為不同的應用，例如提供較高Q值共振於多共 10,多工化或帶通調整等而並不會脫離本發明之精神、 ，，。因而本發日月各種變化及改變軍含蓋於下列申請專 利靶圍及其同等情況範圍内。 【圖式簡單說明】 f =圖為本發明橫向閉合迴路光纖共振器10。 第—圖為依據本發明第一圖共振器1〇之内包層1〇2模 第43 頁 1269084 傳播表示。 ㈣_及 其漸振器1◦之二端概 變^=====圖，其漸 與:===- 有侧向轉—®舰1110之透棚，其具 之平St部以及漸變消失地與作為娜 働之平面波導^丨及漸一失地與作為透射波導 利振器1Q之透視圖，其具有第—圖漸變圓錐 :狀㈣以及漸變消失地與作為透射波導之平斤二 加上本發明第’之共振器10斷面圖，其 =:^1或其他光學紐層133之拉伸孔徑ιι〇。 四圖她外露心蕊光纖之透視圖作為第 之斷:二月第:圖之共振器1()四端埠構造 的頂據本發明第九圖之共振器ι〇四端埠構造 、第;’五也與兩條透射波導461及妨2耦合。 圖為依據本發明第五®之料振ϋ 10的斷面_ 第 44 頁 Ϊ269084 =失字波導之多個平面物合。 1〇；^ 32)42；1^ 33^ ϋΓ 赠度104;空氣孔徑110;黏接劑涂膜 L狀心；12G;第二厚度材料124;外包層ϋ 二1f;心蕊第二折射率152;外側包層折射* i53: g 由面3〇〇;圓形3〇1，·圓錐形3〇2;外部尾ΐ 尾端微;徑向328,；垂直共絲合器4〇〇 ，；傳播方向433;透射波導460;版 1加苴1作用區域470;傳播方向480;光軸49〇;箭 基板500;平面性波導501，502;版心蕊561;薄外 匕層562;厚外包層563;波導寬度564;模寬度564，’；區 段701，702;光栅810;側向901;垂直於光纖縱向中心轴 及版波導方向之方向902;光纖直徑9〇4,944;傾斜角度 970;包層1202;心蕊1220;心蕊區段1222;光纖1246;光 纖握持器1270;光線輸入1381;光線輸出1383;右侧’ 1399;井板1510;井板洞孔1512;密封1514;對準結構 1540,1544;光源 1581;感測器 1583。 、" 第 45 頁

Claims (1)

1269084 十、申請專利範圍： h 合迴路波導共振器，其包含： 綠你^層，其具有表面週邊地形成閉合迴路形狀以局限光 職一 環迴路形狀位於内包層對絲面上， ❿大糊包層之第一折射率為-折射率差值 路”面部份中，使得環狀心蕊能夠導 9狀心為内板向地環繞閉合迴路形狀。 合迴；丨項之橫向閉合迴路共振器，其中閉 振器，_ =;===鐵其 f _第1項之橫向閉合迴路共振器，其中更 相tff 層對應於閉合迴路形狀圍繞著環狀心怒之 6包:L=圍第5項之橫向閉合遊路共振器 ，其t外 7包 8引 9.依據申請專利細第7項之橫_合迴路編，其中導 第46 頁 1269084 引介電質層包含至少兩種不同介電質層，其具有複合階躍 折射率。 10.依據申請專利範圍第1項之橫向閉合迴路共振器，其中 内包層具有外圍填充空氣之拉伸孔徑。
第47 頁
TW094135044A 2004-10-06 2005-10-05 Transverse closed-loop resonator TWI269084B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/960,831 US7400797B2 (en) 2004-10-06 2004-10-06 Transverse closed-loop resonator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200636307A TW200636307A (en) 2006-10-16
TWI269084B true TWI269084B (en) 2006-12-21

Family

ID=35520048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094135044A TWI269084B (en) 2004-10-06 2005-10-05 Transverse closed-loop resonator

Country Status (10)

Country Link
US (1) US7400797B2 (zh)
EP (1) EP1797468A1 (zh)
JP (1) JP2008516285A (zh)
KR (1) KR20070062602A (zh)
CN (1) CN101036076A (zh)
AU (1) AU2005294513A1 (zh)
CA (1) CA2582458A1 (zh)
NO (1) NO20071952L (zh)
TW (1) TWI269084B (zh)
WO (1) WO2006041804A1 (zh)

Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2848679B1 (fr) * 2002-12-16 2005-04-08 Teem Photonics Composant de filtrage en optique integree comprenant une gaine optique ainsi que son procede de realisation
FR2871898B1 (fr) 2004-06-18 2006-09-08 Alcatel Sa Composant a fibre optique et fibre optique associee
US7187827B2 (en) * 2005-04-26 2007-03-06 Harris Corporation Coupled waveguide optical microresonator
US7236679B2 (en) * 2005-04-26 2007-06-26 Harris Corporation Optical microresonator coupling system and associated method
US7346241B2 (en) * 2005-04-26 2008-03-18 Harris Corporation Optical microresonator with microcylinder and circumferential coating forming resonant waveguides
US7224866B2 (en) * 2005-04-26 2007-05-29 Harris Corporation Apparatus and method for forming an optical microresonator
US7286734B2 (en) * 2005-04-26 2007-10-23 Harris Corporation Optical microresonator with coupling elements for changing light direction
US7424187B2 (en) * 2005-04-26 2008-09-09 Harris Corporation Optical microresonator with resonant waveguide imparting polarization
US7184629B2 (en) * 2005-04-26 2007-02-27 Harris Corporation Spiral waveguide slow wave resonator structure
US7526148B2 (en) * 2005-04-29 2009-04-28 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High-sensitivity fiber-compatible optical acoustic sensor
US7231113B2 (en) * 2005-08-19 2007-06-12 Infinera Corporation Coupled optical waveguide resonators with heaters for thermo-optic control of wavelength and compound filter shape
US7486853B2 (en) * 2005-10-03 2009-02-03 Sun Microsystems, Inc. Resonator system for optical proximity communication
US7574077B2 (en) * 2005-10-03 2009-08-11 Sun Microsystems, Inc. Optical imaging device for optical proximity communication
US20070114477A1 (en) * 2005-11-18 2007-05-24 Iwao Teraoka Enhanced sensitivity of a whispering gallery mode microsphere sensor by a high-refractive index surface layer
US7336859B2 (en) * 2005-12-28 2008-02-26 Honeywell International, Inc. Sensor using ultra thin waveguides and optical fibers
US20090196561A1 (en) * 2006-03-17 2009-08-06 Searete Llc, A Limited Liability Corporation Of The State Of Delaware Photonic crystal surface states
US7693369B2 (en) * 2006-04-07 2010-04-06 The Curators Of The University Of Missouri Hollow core optical ring resonator sensor, sensing methods, and methods of fabrication
US7881565B2 (en) 2006-05-04 2011-02-01 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Device and method using asymmetric optical resonances
US8335420B2 (en) * 2006-05-31 2012-12-18 Lawrence Livermore National Security, Llc Hybrid fiber-rod laser
WO2008036444A2 (en) * 2006-06-09 2008-03-27 Ultra-Scan Corporation Acoustic waveguide plate
US8119709B2 (en) * 2006-06-09 2012-02-21 Ultra-Scan Corporation Acoustic waveguide array
US20100060389A1 (en) * 2006-06-09 2010-03-11 Schneider John K Acoustic Waveguide Array With Nonsolid Cores
US7745522B2 (en) * 2006-06-09 2010-06-29 Ultra-Scan Corporation Acoustic waveguide plate with nonsolid cores
US7505649B2 (en) * 2006-06-19 2009-03-17 Searete Llc Plasmon router
US7542633B2 (en) * 2006-06-19 2009-06-02 Searete Llc Plasmon gate
US7366373B2 (en) * 2006-06-19 2008-04-29 Searete Llc Plasmon switch
US20090226132A1 (en) * 2006-06-19 2009-09-10 Searete Llc Plasmon gate
US7447396B2 (en) * 2006-06-19 2008-11-04 Searete Llc Plasmon multiplexing
US7539374B2 (en) * 2006-06-19 2009-05-26 Searete Llc Plasmon switch
US7570850B1 (en) * 2006-06-19 2009-08-04 The United States Of America As Represented By The National Aeronautics And Space Administration WGM resonators for studying orbital angular momentum of a photon, and methods
US7447392B2 (en) * 2006-06-19 2008-11-04 Searete Llc Plasmon gate
US7587107B2 (en) * 2006-06-19 2009-09-08 Searete Llc Plasmon switch
US7379634B2 (en) * 2006-06-19 2008-05-27 Searete Llc Plasmon gate
US7515786B1 (en) * 2006-07-21 2009-04-07 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration White-light whispering gallery mode optical resonator system and method
US7623745B2 (en) * 2006-09-14 2009-11-24 The State of Oregon Acting By and through the State Board at Higher Education Photonic funnels and anisotropic waveguides for subdiffraction light compression and pulse management at the nanoscale
JP4739177B2 (ja) * 2006-12-22 2011-08-03 スタンレー電気株式会社 画像表示装置
CA2928100C (en) 2007-01-09 2017-07-04 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Photonic crystal stucture-based optical device and corresponding fabrication method
US8107784B2 (en) * 2007-06-15 2012-01-31 Ofs Fitel, Llc Reduced bend sensitivity and catastrophic bend loss in single mode optical fibers and method of making same
US7469085B1 (en) * 2007-07-12 2008-12-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for minimizing propagation losses in wavelength selective filters
US7627203B2 (en) * 2007-07-18 2009-12-01 Wei Chen Thermo-optic devices providing thermal recirculation
US20090059233A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-05 Furukawa Electric North America, Inc. (Fena) Microfiber photonic devices immersed in a liquid material
FR2920538B1 (fr) * 2007-09-04 2009-11-20 Centre Nat Rech Scient Dispositif de detection heterodyne pour l'imagerie d'un objet par retroinjection
US7609916B2 (en) * 2007-09-13 2009-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electrical contact apparatus for optical waveguides
US8571363B2 (en) * 2007-12-14 2013-10-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ring resonator with inductance coupled heat tuning
WO2009151438A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-17 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Cylindrical resonators for optical signal routing
US7941015B2 (en) * 2008-10-30 2011-05-10 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ring light emitting diode
US8515227B2 (en) * 2009-03-13 2013-08-20 Ofs Fitel, Llc Microbubble optical resonator
US8928883B1 (en) 2009-07-07 2015-01-06 Raytheon Company Optical device for detection of an agent
US20110075976A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 James Scott Sutherland Substrates and grippers for optical fiber alignment with optical element(s) and related methods
US8477298B2 (en) * 2009-09-30 2013-07-02 Corning Incorporated Angle-cleaved optical fibers and methods of making and using same
US8295671B2 (en) * 2009-10-15 2012-10-23 Corning Incorporated Coated optical fibers and related apparatuses, links, and methods for providing optical attenuation
US11754488B2 (en) * 2009-12-11 2023-09-12 Washington University Opto-mechanical system and method having chaos induced stochastic resonance and opto-mechanically mediated chaos transfer
CA2793452C (en) 2010-03-15 2018-09-11 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical-fiber-compatible acoustic sensor
US20110280515A1 (en) * 2010-05-14 2011-11-17 Carnegie Mellon University Coupled plasmonic waveguides and associated apparatuses and methods
US8755653B2 (en) * 2011-02-22 2014-06-17 Ofs Fitel, Llc Fiber-based photonic microdevices with sub-wavelength scale variations in fiber radius
CN103430380B (zh) * 2011-03-16 2016-08-03 国际商业机器公司 具有有效折射率梯度的电磁波谐振器
US8582104B2 (en) * 2011-06-30 2013-11-12 Raytheon Company Optical device for detection of an agent
US9658396B2 (en) * 2011-09-29 2017-05-23 Intel Corporation Vertical optical coupler for planar photonic circuits
JP6648008B2 (ja) 2013-06-12 2020-02-14 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 光変調器、波長分割多重システムおよび光変調器デバイス
US10338416B2 (en) 2013-10-15 2019-07-02 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Coupling-modulated optical resonator
US9425919B2 (en) 2013-10-15 2016-08-23 Coriant Advanced Technology, LLC Operation and stabilization of mod-MUX WDM transmitters based on silicon microrings
US9419412B2 (en) * 2013-11-13 2016-08-16 Agency For Science, Technology And Research Integrated laser and method of fabrication thereof
US9341644B2 (en) 2013-12-13 2016-05-17 Intel Corporation MEMS apparatus with a movable waveguide section
US9778042B2 (en) 2013-12-13 2017-10-03 Intel Corporation Opto-mechanical inertial sensor
US9285391B2 (en) 2013-12-13 2016-03-15 Intel Corporation Optomechanical inertial sensor
US9239340B2 (en) * 2013-12-13 2016-01-19 Intel Corporation Optomechanical sensor for accelerometry and gyroscopy
US10090632B2 (en) 2014-02-28 2018-10-02 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Lasing output based on varying modal index
TWI487961B (zh) * 2014-05-02 2015-06-11 Univ Nat Taiwan 微光纖耦合結構
US9618693B2 (en) * 2014-06-13 2017-04-11 Infineon Technologies Ag Liquid sensing systems and methods using a ring resonator sensor
JP2016004247A (ja) * 2014-06-19 2016-01-12 スタンレー電気株式会社 光貯蔵装置
JP2016004245A (ja) * 2014-06-19 2016-01-12 スタンレー電気株式会社 光貯蔵装置
US9791723B2 (en) * 2014-07-18 2017-10-17 Flex Optronix Technologies, LLC Method of poling and calibration of electro-optic fibers
CN107111056B (zh) * 2014-11-11 2019-10-11 菲尼萨公司 两级绝热耦合的光子系统
US11105974B2 (en) 2015-06-30 2021-08-31 Massachusetts Institute Of Technology Waveguide-coupled silicon-germanium photodetectors and fabrication methods for same
WO2017058319A2 (en) * 2015-06-30 2017-04-06 Massachusetts Institute Of Technology Waveguide-coupled silicon-germanium photodetectors and fabrication methods for same
CN105098575A (zh) * 2015-07-22 2015-11-25 南京邮电大学 一种混合介质微腔全光调谐的窄带光纤激光器
US9594220B1 (en) 2015-09-22 2017-03-14 Corning Optical Communications LLC Optical interface device having a curved waveguide using laser writing and methods of forming
DE102016101813B4 (de) * 2016-02-02 2020-08-06 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Asymmetrischer optischer Resonator, optische Vorrichtungen, die den asymmetrischen optischen Resonator aufweisen und Verwendung
CN105572797B (zh) * 2016-02-15 2021-02-26 欧阳征标 一种太赫兹波脉冲调幅信号与光脉冲调幅信号变换放大器
EP3309897A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-18 VEGA Grieshaber KG Hohlleitereinkopplung für eine radarantenne
TWI607263B (zh) * 2016-12-27 2017-12-01 友達光電股份有限公司 顯示面板
US20200210671A1 (en) * 2017-07-26 2020-07-02 Shanghai Oxi Technology Co., Ltd Optical Fingerprint Module
CN109752794A (zh) * 2017-11-03 2019-05-14 桂林电子科技大学 一种光波导围裹微流通道的混合集成双芯光纤及制备方法
EP3747089B1 (en) * 2018-01-29 2024-03-06 Idea Machine Development Design & Production Ltd. Compact coaxial laser
EP3769056A1 (en) 2018-03-23 2021-01-27 The Board of Trustees of the Leland Stanford Junior University Diaphragm-based fiber acoustic sensor
US10868510B2 (en) * 2018-06-15 2020-12-15 Resonant Inc. Transversely-excited film bulk acoustic resonator with half-lambda dielectric layer
WO2021035583A1 (zh) * 2019-08-28 2021-03-04 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹检测的装置和电子设备
CN111025465B (zh) * 2019-12-25 2020-10-09 中国科学院半导体研究所 自由光谱区可调谐光滤波器
US11681103B2 (en) 2020-05-26 2023-06-20 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Etch variation tolerant directional couplers
FR3112402B1 (fr) * 2020-07-07 2022-10-28 Commissariat Energie Atomique Dispositif de démultiplexage en longueur d’onde notamment pour un démultiplexage hors plan.
US20230023074A1 (en) * 2021-07-26 2023-01-26 Cyclone Biosciences, Llc Laser-to-optical-fiber connection
US20230088368A1 (en) * 2021-07-26 2023-03-23 Cyclone Biosciences, Llc Laser-to-optical-fiber connection
CN114089471A (zh) * 2021-11-11 2022-02-25 苏州海光芯创光电科技股份有限公司 一种基于竖直硅光微环的三维光学倒装集成结构及方法
WO2023100742A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 日亜化学工業株式会社 光回路、これを用いた光センサ、及び移動体
CN114280724B (zh) * 2022-01-26 2024-03-22 苏州海光芯创光电科技股份有限公司 一种硅光三维集成光谱仪及其光学芯片的制备方法
CN114660726B (zh) * 2022-03-23 2023-03-10 中国科学技术大学 一种光学微腔
CN116865693B (zh) * 2023-04-27 2024-02-09 广州中氢能源科技有限公司 一种太赫兹光波放大器

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5286044A (en) * 1976-01-12 1977-07-16 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Branching filter using dielectric resonator
JPS57604A (en) * 1980-06-03 1982-01-05 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Formation of three-dimensionally disposed glass waveguide
US4695121A (en) 1985-01-28 1987-09-22 Polaroid Corporation Integrated optic resonant structres and fabrication method
US4743083A (en) 1985-12-30 1988-05-10 Schimpe Robert M Cylindrical diffraction grating couplers and distributed feedback resonators for guided wave devices
CA2068899C (en) 1991-09-17 1997-06-17 Samuel Leverte Mccall Whispering mode micro-resonator
US6009115A (en) 1995-05-25 1999-12-28 Northwestern University Semiconductor micro-resonator device
US5878070A (en) 1995-05-25 1999-03-02 Northwestern University Photonic wire microcavity light emitting devices
US6052495A (en) 1997-10-01 2000-04-18 Massachusetts Institute Of Technology Resonator modulators and wavelength routing switches
JP2003501674A (ja) * 1998-11-13 2003-01-14 カリフォルニア・インスティチュート・オブ・テクノロジー 共振器と光ファイバーの両方向性カプラ
US7106917B2 (en) 1998-11-13 2006-09-12 Xponent Photonics Inc Resonant optical modulators
US6633696B1 (en) 1998-12-07 2003-10-14 California Institute Of Technology Resonant optical wave power control devices and methods
JP2003517625A (ja) 1998-12-07 2003-05-27 カリフォルニア・インスティテュート・オブ・テクノロジー 共振型光波エネルギー制御装置及び方法
US6192179B1 (en) 1999-01-25 2001-02-20 Corning Incorporated Distributed resonant ring fiber filter
JP4174182B2 (ja) 1999-01-26 2008-10-29 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 光共振器を備えた光電子発振装置
CA2367821A1 (en) 1999-04-23 2000-11-02 Massachusetts Institute Of Technology All-dielectric coaxial waveguide
WO2000072063A1 (en) 1999-05-21 2000-11-30 Nanovation Technologies, Inc. M x N OPTICAL CROSS-CONNECT
US6583399B1 (en) 1999-11-22 2003-06-24 California Institute Of Technology Optical resonator microsphere sensor with altering Q-factor
AU2001239789A1 (en) 2000-02-17 2001-08-27 Cquint Communications Corporation Cylindrical processing of optical media
EP1266253A4 (en) 2000-03-22 2005-08-03 California Inst Of Techn MICROACTIVITY OF A NON-SPHERICAL RESONATOR IN ECHO MODE
US6594061B2 (en) 2000-06-09 2003-07-15 California Institute Of Technology Acceleration-insensitive opto-electronic oscillators
US6625349B2 (en) 2000-06-27 2003-09-23 Oluma, Inc. Evanescent optical coupling between a waveguide formed on a substrate and a side-polished fiber
US6507684B2 (en) 2000-06-28 2003-01-14 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Optical microcavity resonator system
US6490039B2 (en) * 2000-08-08 2002-12-03 California Institute Of Technology Optical sensing based on whispering-gallery-mode microcavity
WO2002016986A1 (en) 2000-08-18 2002-02-28 Cquint Communications Corporation Fiber-optic waveguides for transverse optical coupling
US6901101B2 (en) * 2000-11-28 2005-05-31 Rosemount Inc. Optical sensor for measuring physical and material properties
US6777244B2 (en) 2000-12-06 2004-08-17 Hrl Laboratories, Llc Compact sensor using microcavity structures
US20040023396A1 (en) 2001-11-14 2004-02-05 Boyd Robert W. Ring or disk resonator photonic biosensor and its use
US6947632B2 (en) * 2002-01-03 2005-09-20 Fischer Sylvain G Method of implementing the kerr effect in an integrated ring resonator (the kerr integrated optical ring filter) to achieve all-optical wavelength switching, as well as all-optical tunable filtering, add-and -drop multiplexing, space switching and optical intensity modulation
US6885794B2 (en) 2002-07-11 2005-04-26 Lambda Crossing, Ltd. Micro-ring resonator
US7050212B2 (en) 2002-11-22 2006-05-23 California Institute Of Technology Active mode-locked lasers and other photonic devices using electro-optic whispering gallery mode resonators
US7095010B2 (en) 2002-12-04 2006-08-22 California Institute Of Technology Silicon on insulator resonator sensors and modulators and method of operating the same
WO2004072686A2 (en) 2003-02-12 2004-08-26 California Institute Of Technology Radial bragg ring resonator

Also Published As

Publication number Publication date
US20060072875A1 (en) 2006-04-06
KR20070062602A (ko) 2007-06-15
CA2582458A1 (en) 2006-04-20
TW200636307A (en) 2006-10-16
US7400797B2 (en) 2008-07-15
EP1797468A1 (en) 2007-06-20
WO2006041804A1 (en) 2006-04-20
CN101036076A (zh) 2007-09-12
JP2008516285A (ja) 2008-05-15
AU2005294513A1 (en) 2006-04-20
NO20071952L (no) 2007-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI269084B (en) Transverse closed-loop resonator
Yan et al. Polarization filtering in the visible wavelength range using surface plasmon resonance and a sunflower-type photonic quasi-crystal fiber
US9535217B1 (en) Multimode fiber combiners
JP5307558B2 (ja) コア間カップリングを備えたマルチコアフォトニックバンドギャップファイバ
US6236782B1 (en) Grating assisted coupler devices
EP2656137B1 (en) Multicore collimator
US8509581B2 (en) Optical fibers with tubular optical cores
JPWO2009034995A1 (ja) ホーリーファイバ
Wang et al. Large-dynamic-range dual-parameter sensor using broad FSR multimode photonic crystal nanobeam cavity
Tong et al. Ultra-long-period fiber grating cascaded to a knob-taper for simultaneous measurement of strain and temperature
CN109143458B (zh) 一种在线可调谐双芯光纤偏振器
Jiang et al. Surface plasmon induced polarization filter of the gold-coated photonic crystal fiber with a liquid core
Dass et al. Intensity modulated SMF cascaded tapers with a hollow core PCF based microcavity for curvature sensing
Zhou et al. Dual hollow-core anti-resonant fiber polarization beam splitter with excellent single-mode characteristics for ultra-broadband
CN102830462B (zh) 高双折射器件及其制作方法
US9946040B2 (en) Optical fibers without cladding
Wu et al. A high extinction and wide bandwidth polarization filter based on surface plasmon resonance
US7155089B1 (en) Wide-band fiber-optic tunable filter
Han et al. Ultra-broad band single-polarization single-mode photonic crystal fiber based on the zero-order surface plasmon polariton mode
CN108646345B (zh) 一种深紫外平面光波导制作方法
Coelho et al. Optical refractometer based on multimode interference in a pure silica tube
Vienne et al. Microfiber resonator in polymer matrix
CA2296345A1 (en) Grating assisted coupler devices
Chou et al. Analysis of thermo-optic tunable dispersion-engineered short-wavelength-pass tapered-fiber filters
Liang et al. Characteristics of HE11-HE21 mode elliptical multilayer-core fiber with low nonlinearity

Legal Events

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