專利名稱：光纖、傾斜光纖光柵、光學(xué)濾波器、光學(xué)放大器模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于光學(xué)通信和光學(xué)信息處理的光纖組件。特別是，本發(fā)明涉及一種用于改善含有鉺摻雜的光纖的光學(xué)放大器(下文叫做EDFA)的波長和增益關(guān)系的光學(xué)濾波器，以便進行增益平整化操作和增益平衡操作。另外，本發(fā)明還涉及一種用于光學(xué)濾波器的光纖。
背景技術(shù)：
一種光纖光柵，通過利用紫外光輻照石英光纖中摻雜鍺部分的折射率的增加，使得在光纖的縱向上具有周期性的折射率調(diào)制，其優(yōu)點在于例如，低插入損耗、低制造成本、高可靠性。由于這些優(yōu)點，這種光纖光柵已廣泛地用于光學(xué)通信。
一般來說，這樣的光纖光柵能分成兩類。一類是布喇格(Bragg)光柵(下文叫做反射FBG)，它在介質(zhì)中為光的周期的一半，如1550納米(nm)運行波長的530nm周期，以致通過耦合到反向引導(dǎo)的模式光(下文叫做反射模式光)來獲得濾波性能。此反射布喇格光柵的結(jié)構(gòu)示于圖47。
在圖47中，參照編號1表示核心。參照編號2表示包覆層，它配置在核心1的周圍。參照編號3表示折射率增加的部分3，它是由紫外光輻照形成的。光柵部分4是沿光纖縱向由周期性形成折射率增加的部分3構(gòu)成的。在反射布喇格光柵中，一種引導(dǎo)的模式光5同反射模式光6耦合。在波長頻帶獲得了有抑制損耗的發(fā)射光。
另一類光纖光柵是長周期光柵(下文叫做LPG)，它有幾百微米的周期和有耦合引導(dǎo)的模式光和向前包覆模的發(fā)射特性。LPG的結(jié)構(gòu)示于圖48。在圖48中，參照編號1到4表示如圖47中所示的同樣的功能部件。圖47和48之間的差別在于圖48中折射率增加的部分3的周期比圖47中的更長。借助于此，引導(dǎo)的模式光5同向前包覆模式光7耦合；因此，在此波長頻帶獲得有抑制損耗的發(fā)射光。
在反射FBG中，存在的優(yōu)點在于通過沿光纖縱向改變折射率的調(diào)制幅度和周期，來設(shè)計損耗波長特性和實現(xiàn)大的抑制損耗如若干-10分貝是可能的。反過來，存在的缺點在于不能獲得光譜的光滑度，因為在大約0.1nm周期的抑制頻帶存在0.1到5dB的波紋(ripple)和存在大的反射。為此原因，反射FBG已不用于使用鉺摻雜光纖的光學(xué)放大器的增益平衡器(下文叫做GEQF)。
在另一方面，同反射布喇格光柵相反，長周期光柵的優(yōu)點在于在抑制頻帶沒有波紋和能獲得光譜的光滑度。并且，只有很少的反射光。由于這些優(yōu)點，長周期光柵已主要用于GEQF。然而，在長周期光柵中，難于獲得需要的損耗譜。并且，其缺點在于即使為了特別的用途使用光纖，可以獲得的抑制損耗最多也不過是5dB。因此，在很寬的波長帶寬長周期光柵不適宜于增益平整化操作。
在不遠(yuǎn)的將來，預(yù)期運行的波長帶寬可以展寬以便在波長劃分多路復(fù)用系統(tǒng)中增加波長多重性的數(shù)目。因此，比之長周期光柵對損耗波長特性可能有更為靈活設(shè)計性能的GEQF已被需求。按照上述的條件，已經(jīng)研制出一種像傾斜光纖光柵(下文叫做SFBG)一樣的GEQF，它有像反射布喇格光柵的同樣優(yōu)點而沒有反射布喇格光柵的缺點。這樣的GEQF公開于文獻“Gain equalization with optimizedslanted Bragg grating on adapted fiber for multichannellong-haul submarine transmission(I.Riant等，OFC’99，ThJ6-1，1999)”(下文叫做參考文獻1)中。
在圖49中，展示了該傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)。在圖49中，參照編號1到4表示的部件與圖47中所表示的那些相同。在圖49中，較高折射率部分3被構(gòu)成以使光柵上相等相位的表面向光纖軸A傾斜。像在反射布喇格光柵中的情況一樣，通過以同樣的周期，周期性地形成傾斜的較高折射率部分來構(gòu)成光柵部分4。
垂直于較高折射率部分3的方向叫做該光柵的光柵向量方向。由光柵向量方向B和光纖的軸A所構(gòu)成的角θ叫做傾斜角。較高折射率部分3的傾斜度用傾斜角來表示。在傾斜的短周期光纖光柵中，由光柵部分4反射的引導(dǎo)的模式光部分5同反向傳輸?shù)陌材?相耦合。這樣，通過傾斜光柵部分4，特別對LP1x系統(tǒng)，同反向傳輸?shù)陌材?的耦合得到了增強。并且，通過適當(dāng)?shù)剡x擇傾斜角θ，抑制同反射模的耦合大約是可能的。同時，在光的波導(dǎo)路徑上不發(fā)生引導(dǎo)的模式的反射減少和多重反射。因此，不發(fā)生不必要的波紋。并且，同短周期反射光纖光柵相似，由于通過改變折射率的調(diào)制幅度和周期來改變?yōu)V波特性是可能的，所以展寬了對設(shè)計的限制。
然而，由于存在多個反向傳輸包覆模8，一般的問題是展寬了損耗發(fā)生波長頻帶。在用于常規(guī)的反射布喇格光纖光柵和長周期布喇格光纖光柵的一種光纖中，通過模耦合的損耗發(fā)生波長頻帶在最窄時是20nm。因此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)過，為了制造具有陡峭損耗譜的光學(xué)濾波器或有幾納米的窄損耗帶寬的光學(xué)濾波器，必須使用一種能同特定的包覆模選擇性耦合的特殊光纖。這一點在參考文獻1中作了描述。
為此目的已經(jīng)提出的光纖的實例示于圖50。在圖50中，參照編號1是指核心并且參照編號2是指包覆層。在包覆層2中，參照編號式2a表示有感光度的內(nèi)包覆層和參照編號式2b表示沒有感光度的外包覆層。在此光纖中，核心1對紫外光的折射率感光度是低的而同核心1接觸的內(nèi)包覆層2a的感光度是高的。并且，同鍺一起將一種不感光的有較高折射率介質(zhì)添加到核心1上以及將較低折射率介質(zhì)加到加到包覆層2上。
當(dāng)用有上述結(jié)構(gòu)的光纖來制造傾斜光纖光柵時，降低了同反射模的耦合。因此，以相對小的傾斜角來抑制同反射模的耦合是可能的。借助于此，選擇性地進行同相對低次包覆模耦合是可能的。
使用上述的光纖，對有1.1μm理論截止波長的SFBG的傳輸特性進行了模擬。模擬條件示于表1。傳輸譜示于圖51。在表1中，反射抑制角就是能夠抑制同反射模耦合的傾斜角。
表1

如圖51所示，可以明白，主損耗發(fā)生帶寬的全寬度是10nm或更窄。使用上述結(jié)構(gòu)的光纖，可以使損耗發(fā)生面積變窄。
然而，在這樣的結(jié)構(gòu)中，其中在光強密度大的核心部分不形成光柵。因此，只有少許光場分布的重疊部分和折射率的改變；于是，耦合系數(shù)降低。并且，除鍺之外必須將低折射率介質(zhì)添加到包覆層部分中去。因此，通常，與在其中只加鍺的情況相比可以添加較少的鍺?？商砑拥逆N的最大量將近6％(重量百分比)，并且為了在穩(wěn)定的批量生產(chǎn)中制造光纖似乎能添加的鍺量應(yīng)將近5％(重量百分比)。因此，通過添加鍺來提高感光度存在一個限度。
由于上述兩個原因，獲得的抑制損耗值不是很大。使用具有圖50所示結(jié)構(gòu)的光纖制造了SFBG并且其結(jié)果解釋如下。
在圖52中，展示了使用上述光纖的SFBG的發(fā)射譜(基頻譜)的實例。光柵長度約是1mm。根據(jù)圖52，可以明白損耗發(fā)生帶寬約是10nm。作為光纖的特性，模場直徑(下文叫做MFD)是10μm，截止波長是1.2μm，并且摻到包覆層2中的鍺量是4.5％(重量百分比)。
抑制損耗面積定義為主損耗發(fā)生帶寬的面積，如圖51所示的陰影部分，并且SFBG是通過曝光光纖來制造的。曝光時間和發(fā)生損耗面積之間的關(guān)系示于圖53。這里，是通過考慮為了穩(wěn)定熱退化而進行的老化過程所引起的退化率來計算損耗面積的。這里，飽和面積定義為折射率的增加開始變?yōu)轱柡蜁r刻的損耗面積，例如在一個限度內(nèi)擬合函數(shù)可以表示為S＝a·tb。這里，t表示曝光時間，以及S表示損耗面積。在此情況下，飽和損耗面積此時約為3dB·nm。
例如，制造了具有發(fā)射抑制帶寬30nm和抑制損耗為5dB的帶阻濾波器。這樣的特征是GEQF的通常要求；因此這樣一種傳輸抑制帶寬不是寬的帶寬。如果假設(shè)以平滑的方式在30nm的帶寬上產(chǎn)生5dB的損耗，那么損耗面積必然是150dB·nm。如果最大光柵長度是40mm，可以明白基頻譜的損耗面積約為3.8dB·nm是必然的。
GEQF的實際特性并不平滑；因此，部分地，為得到5dB的損耗有近5.0dB·nm的損耗面積是必然的，它是上述的最大值時3.8dB·nm的1.3倍。因此，在圖50所示的光纖中，可以明白制造有5dB峰損耗的GEQF是困難的。
至于提高損耗的其他方法，能夠提出兩種想法如提高核心的感光度和減少截止波長以便增大包覆層中的光學(xué)功率。
如果使用如提高核心的感光度的方法，損耗發(fā)生帶寬增加；因此，感光度應(yīng)該最好是20％或更小。因此，該方法對提高損耗并不那么有效。并且，如果使用如減少截止波長，存在一種權(quán)衡，其中損耗增加了但也發(fā)生彎曲損耗。因此，在此方法中存在一種限度。盡管通過提高相對折射率差Δ來減少截止的限制是可能的，在此情況下，核心直徑減少。于是，損耗帶寬增大。根據(jù)發(fā)明者的分析，可以相信能夠獲得的飽和損耗面積的限制是4dB·nm，它能夠通過使用圖50所示的結(jié)構(gòu)來保持損耗帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問題提出了本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是提供一種使用傾斜光纖光柵的光纖，它能在窄的帶寬內(nèi)保持濾波特性并比常規(guī)的光纖更多地增大損耗面積。
為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一種光纖的第一方面是包括一個核心，和一個包覆層，該包覆層配置在核心周圍，其中該核心至少含有不同折射率或不同感光度的兩層或更多層，其最內(nèi)層是一種較低感光度層，通過光輻照它的感光度相對于折射率的變化與其他層相比是較低的，該包覆層至少含有不同折射率的兩層或更多層，接觸核心的此層是較高感光度層，通過光輻照它的感光度相對于折射率的變化與其他層的感光度相比是較高的。
借助于使用由上述光纖制成的傾斜光纖光柵的帶阻光學(xué)濾波器，可以在窄的帶寬范圍內(nèi)保持濾波特性以便獲得希望的損耗面積的特性。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第二方面的較高感光度包覆層的外直徑是模場直徑兩倍或更大些。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它的損耗帶寬是窄的以便形成具有損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第三方面，由核心直徑和該核心的較低感光度層的直徑之間的比l和理論截止波長λc的乘積為0.98或更短。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它能構(gòu)成一種損耗面積是3.9dB·nm或更大的帶阻光學(xué)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第四方面，由該核心感光度的最大值除以包覆層的感光度的最大值而得的商是0.8或更大。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它能形成一種具有損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第五方面，理論截止波長λc為1.22μm或更短。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它能構(gòu)成一種帶阻光學(xué)濾波器，其中波紋如幻想模式(ghost mode)的發(fā)生受到了抑制，此模是由低級包覆模和引導(dǎo)的模式耦合引起的。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第六方面的特征在于核心和最內(nèi)包覆層之間的相對折射率差Δ和理論截止波長λc滿足關(guān)系式如λc＞2.48-4.53Δ+3.43Δ2。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，其中在彎曲直徑為40mm條件下彎曲損耗是0.1dB或更少。通過使用該光纖制造帶阻光學(xué)濾波器，可以實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器，當(dāng)它被布置在狹窄的空間中時，由于彎曲所引起的損耗小。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第七方面，9nm或更短的損耗產(chǎn)生帶寬BW，和核心直徑和該核心的較低感光度層的直徑之間的比l和理論截止波長λc的乘積為0.98或更短。
借助于此，可以制造一種增益平衡的光學(xué)濾波器，它能使用該光纖平衡該光學(xué)放大器的1530nm頻帶附近的增益峰。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第八方面的特征在于損耗發(fā)生帶寬BW為15nm或更短，和核心直徑和該核心的較低感光度層的直徑之間的比l和理論截止波長λc的乘積為0.85或更小。
借助于此，可以制造一種增益平衡的光學(xué)濾波器，它能使用該光纖平衡該光學(xué)放大器的1555nm頻帶附近的增益峰。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第九方面，有包含在包覆層中并有不同的折射率的各層中的同核心接觸的最內(nèi)包覆層和最外包覆層之間的相對折射率差Δinclad在范圍-0.1％＜Δinclad＜0％之內(nèi)。
借助于此，防止傳輸特性衰減是可能的，這種衰減是由在最內(nèi)包覆層中被約束和發(fā)射的模同引導(dǎo)的模式之間的干涉造成的。并且，可以防止出現(xiàn)不必要的峰，這些峰是由在使用此光纖制造帶阻光學(xué)濾波器時產(chǎn)生耦合模所引起的。
根據(jù)本發(fā)明由石英玻璃制成的光纖的第十方面給較低感光度核心層的主要摻雜質(zhì)是鋁，給較高感光度核心層的主要摻雜質(zhì)是鍺，給較高感光度包覆層的主要摻雜質(zhì)是鍺和硼，以及添加到較高感光度包覆層的鍺量是3％的重量百分比或更多。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它具有本發(fā)明的第一到第九方式中所描述的特性。
根據(jù)本發(fā)明由石英玻璃制成的光纖的第十一方面給較低感光度核心層的主要摻雜質(zhì)是鋁，給較高感光度核心層的主要摻雜質(zhì)是鍺，給較高感光度包覆層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，以及添加到較高感光度包覆層的鍺量是4％的重量百分比或更多。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它具有本發(fā)明的第一到第九方式中所描述的特性。
根據(jù)本發(fā)明由石英玻璃制成的光纖的第十二方面有添加到較低感光度核心層的鍺量是1％的重量百分比或更少，添加到較高感光度核心層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，添加到較高感光度包覆層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，添加到較高感光度包覆層的鍺量是5％的重量百分比，并且添加到較低感光度包覆層的主要摻雜質(zhì)是氟。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，它具有本發(fā)明的第一到第九方式中所描述的特性。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第十三方面使用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光纖，以及同反射抑制角相一致的傾斜角是在±0.3°范圍內(nèi)。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光纖，其中損耗帶寬窄以便構(gòu)成損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第十四方面有任意的損耗譜，它能夠沿光纖縱向通過改變光柵周期和折射率變化的幅度來獲得。
根據(jù)本發(fā)明的光纖的第十五方面包括一種根據(jù)權(quán)利要求13的傾斜光纖光柵，和一種單模式光纖。在本發(fā)明的此方式中，傾斜光纖光柵含有根據(jù)第一方面的光纖，它的模場直徑是8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ是0.40％到0.55％，一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，和用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w被連接到傾斜光纖光柵的兩端。
借助于此，可以實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器，其中對傳輸單模式光纖的連接損耗小和損耗帶寬小以及損耗面積大。
根據(jù)本發(fā)明的帶阻光學(xué)濾波的第十六方面包括根據(jù)第十三方面的傾斜光纖光柵，和單模式光纖。在所述本發(fā)明方面中，該傾斜光纖光柵含在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光纖中，它的模場直徑是8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ是0.50％到0.55％，一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，以及色散偏移光纖連接到傾斜光纖光柵的兩端。
借助于此，可以實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器，其中對色散偏移光纖的連接損耗小和損耗帶寬小以及損耗面積大。
本發(fā)明的第十七方面是一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，該濾波器有根據(jù)第十三方面的多個串聯(lián)的傾斜光纖光柵并包括根據(jù)本發(fā)明的第七方面的用于平衡1530nm頻帶附近的增益峰的傾斜光纖光柵，以及根據(jù)第八方面的用于平衡1555nm頻帶附近的增益峰的傾斜光纖光柵。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，在寬的波長范圍內(nèi)該濾波器能夠平衡光學(xué)放大器的增益。
本發(fā)明的第十八方面是一種增益平衡光學(xué)濾波器，其特征在于包括根據(jù)本發(fā)明的第十三方面的傾斜光纖光柵，和單模式光纖。在所述本發(fā)明方式中，該傾斜光纖光柵包含根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光纖，其模場直徑是8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ是0.40％到0.55％，多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，并且使用1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w被連接到傾斜光纖光柵的兩端。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，其中同傳輸單模式光纖的連接損耗小以便在寬的波長范圍內(nèi)平衡光學(xué)放大器的增益。
本發(fā)明的第十九方面是一種增益平衡光學(xué)濾波器，它包括傾斜光纖光柵，和單模式光纖。在本發(fā)明的本方式中，該傾斜光纖光柵含在根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光纖中，其模場直徑是8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ是0.50％到0.55％，多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，以及色散偏移光纖連接到傾斜光纖光柵的兩端。
借助于此，可以實現(xiàn)一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，其中同色散偏移光纖的連接損耗小以便在寬的波長范圍內(nèi)平衡光學(xué)放大器的增益。
本發(fā)明的第二十方面是一種光學(xué)放大器模塊，它包含根據(jù)本發(fā)明的第十七方面的增益平衡光學(xué)濾波器中。
借助于此，可以實現(xiàn)一種能夠產(chǎn)生放大光的光學(xué)放大器模塊，它的增益在寬的波長帶寬范圍內(nèi)被平衡。并且，因為在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器中連接損耗小，所以可以實現(xiàn)一種光學(xué)放大器模塊，如果將它用作光學(xué)放大器模塊那么它的插入損耗小。
而且，因為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是利用彎曲損耗小的光纖制造的，所以實現(xiàn)一種彎曲損耗小的光學(xué)放大器模塊是可能的，以便將它在狹窄的空間內(nèi)構(gòu)成如果用作光學(xué)放大器模塊的話。
根據(jù)在此實例中的光纖，該核心1至少含有兩個或更多具有不同折射率的層，其最內(nèi)層是較低的感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射射率的變化比其他層的感光度要低些，包覆層2至少含有兩個或更多具有不同折射率的層，并且接觸核心1的層是較高感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射射率的變化比其他層的感光度要高些。借助于此，使用此光纖制造傾斜光纖光柵，借以構(gòu)成帶阻光學(xué)濾波器用以保持在狹窄帶寬中的濾波器特性和抑制損耗面積，來獲得更好的光學(xué)特性是可能的。
并且，通過制造一種光纖使得包覆層2的較高感光度層的外直徑是模場直徑的兩倍或比之更大，于是實現(xiàn)一種光纖是可能的，它能生產(chǎn)一種損耗帶寬窄和損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
并且，通過制造一種光纖以使其核心直徑和核心1的較低感光度層的直徑之比l和理論截止波長λc的乘積為0.98μm或更短，因此實現(xiàn)一種光纖是可能的，它能生產(chǎn)一種帶阻光學(xué)濾波器，其中損耗面積是3.9dBnm或更大。
并且，通過制造一種光纖使得核心1的感光度的最大值除以包覆層2的感光度的最大值所得的商是0.8或更大，因此可以實現(xiàn)一種光纖，它能生產(chǎn)一種損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
并且，通過制造一種光纖使得理論截止波長λc為1.22μm或更短，因此可以實現(xiàn)一種光纖，它能生產(chǎn)一種能抑制叫做幻想模式的波紋的帶阻光學(xué)濾波器，此幻想模式是由低級包覆模和引導(dǎo)的模式的耦合所引起的。
并且，通過制造一種光纖使得核心1和最內(nèi)包覆層之間的相對折射率差Δ和理論截止波長λc滿足關(guān)系式如λc＞2.48-4.53Δ+3.43Δ2，因此實現(xiàn)一種光纖是可能的，其中彎曲損耗在彎曲直徑為40mm條件下是0.1dB/m。并且，通過使用此光纖制造一種帶阻光學(xué)濾波器，可以實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器，其中當(dāng)它在狹窄空間內(nèi)構(gòu)成時由此頻帶引起的損耗增加少。
并且，通過制造一種光纖使得損耗產(chǎn)生帶寬BW是9nm或更短，并且其核心直徑和該核心1的較低感光度層的直徑之比l和理論截止波長λc的乘積為0.98或更小，因此通過使用該光纖來制造一種增益平衡光學(xué)濾波器是可能的，它能平衡光學(xué)放大器的1530nm頻帶附近的增益峰。
并且，通過制造一種光纖使得損耗產(chǎn)生帶寬BW是15nm或更短，并且其核心直徑和該核心1的較低感光度層的直徑之比l和理論截止波長λc的乘積為0.85或更小，因此通過使用該光纖來制造一種增益平衡光學(xué)濾波器是可能的，它能平衡光學(xué)放大器的1555nm頻帶附近的增益峰。
并且，通過制造一種光纖使得包含在包覆層2并且折射率不同的各層中同核心1接觸的最內(nèi)包覆層和最外包覆層之間的相對折射率之差Δinclad的范圍為-0.1％＜Δinclad＜0％，因此防止傳輸特性衰減是可能的，這種衰減是由在最內(nèi)包覆層中被約束和發(fā)射的模同引導(dǎo)的模式之間的干涉造成的。并且，防止出現(xiàn)不必要的峰是可能的，這些峰是由在使用此光纖制造帶阻光學(xué)濾波器時產(chǎn)生耦合模所引起的。
并且，通過制造由石英玻璃制成的一種光纖使得核心1的較低感光度層的主要摻雜質(zhì)是鋁，核心1的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺，包覆層2的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺和硼，以及添加到包覆層的較高感光度層的鍺量是3％的重量百分比或更多，因此實現(xiàn)一種有上述特性的光纖是可能的。
并且，通過制造由石英玻璃制成的一種光纖使得較核心1的較低感光度層的主要摻雜質(zhì)是鋁，核心1的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺，包覆層2的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，以及添加到包覆層的較高感光度層的鍺量是4％的重量百分比或更多，因此實現(xiàn)一種有上述特性的光纖是可能的。
并且，通過制造由石英玻璃制成的一種光纖使得添加到核心1的較低感光度層的鍺量是1％的重量百分比或更少，添加到核心1的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，添加到包覆層2的較高感光度層的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟，添加到包覆層2的較高感光度層的鍺量是5％的重量百分比，以及添加到包覆層的較低感光度層的主要摻雜質(zhì)是氟，因此實現(xiàn)一種有上述特性的光纖是可能的。
并且，通過用上述的光纖來制造傾斜光纖光柵，使得同反射抑制角相一致的傾斜角是在±0.3°范圍內(nèi)，因此可以制造一種具有損耗帶寬窄和損耗面積大的帶阻光學(xué)濾波器。
并且，通過用上述的光纖來制造傾斜光纖光柵，使得在光纖的縱向上可以改變光柵周期和折射率變化的幅度，因此可能獲得任意的損耗譜。
并且，通過構(gòu)成一種包括傾斜光纖光柵和單模式光纖的帶阻光學(xué)濾波器，使得此傾斜光纖光柵包含根據(jù)第一方面的8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ為0.40％到0.55％的光纖中，一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，并且用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w連接到傾斜光纖光柵的兩端，因此實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器是可能的，其中同傳輸單模式光纖的連接損耗小，損耗帶寬小，以及損耗面積大。
并且，通過構(gòu)成一種包括傾斜光纖光柵和單模式光纖的帶阻光學(xué)濾波器，使得此傾斜光纖光柵包含8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ為0.50％到0.55％的光纖中，一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，并且色散偏移光纖連接到傾斜光纖光柵的兩端，因此實現(xiàn)一種帶阻光學(xué)濾波器是可能的，其中同傳輸?shù)纳⑵乒饫w的連接損耗小，損耗帶寬小，以及損耗面積大。
并且，為了平衡1530nm頻帶附近的增益峰，通過使用一種光纖來制造傾斜光纖光柵使得，損耗產(chǎn)生帶寬BW是9nm或更短，以及其核心直徑和該核心的較低感光度層的直徑之比l和理論截止波長λc的乘積為0.98或更小，以及為了平衡1555nm頻帶附近的增益峰，通過使用光纖來制造傾斜光纖光柵使得，損耗產(chǎn)生帶寬BW是15nm或更短，以及其核心直徑和該核心的較低感光度層的直徑之比l和理論截止波長λc的乘積為0.85或更小，以及通過將這些傾斜光纖光柵串聯(lián)，來實現(xiàn)光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是可能的，其中光學(xué)放大器的增益能在寬的波長范圍內(nèi)被平衡。
通過構(gòu)成光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器使得傾斜光纖光柵包含根據(jù)第一方面的8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ為0.40％到0.55％的光纖中，多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，并且用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w被連接到傾斜光纖光柵的兩端，因此實現(xiàn)一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是可能的，其中同傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w的連接損耗小，并且光學(xué)放大器的增益能在寬的波長范圍內(nèi)被平衡。
并且，通過構(gòu)成光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器使得傾斜光纖光柵包含8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ為0.50％到0.55％的光纖中，多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接，并且色散偏移光纖連接到傾斜光纖光柵的兩端，因此實現(xiàn)一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是可能的，其中同傳輸?shù)纳⑵乒饫w的連接損耗小，并且光學(xué)放大器的增益能在寬的波長范圍內(nèi)被平衡。
并且，根據(jù)本發(fā)明通過使用光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器構(gòu)成光學(xué)放大器模塊，來實現(xiàn)一種能產(chǎn)生光放大的光學(xué)放大器模塊是可能的，其中增益在寬的波長范圍內(nèi)被平衡。
并且，在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器中，因為連接損耗小，因此實現(xiàn)一種插入損耗小的光學(xué)放大器模塊是可能的，即使它被用作光學(xué)放大器模塊。
而且，因為根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是用彎曲損耗小的光纖制造的，因此實現(xiàn)一種當(dāng)用作光學(xué)放大器模塊時彎曲損耗小并能在狹窄空間內(nèi)構(gòu)成的光學(xué)放大器模塊是可能的。


圖1A和1B是表示根據(jù)本發(fā)明的光纖的每一核心層和包覆層的相對折射率差和歸一化感光度的視圖。
圖2A到2C是在相對折射率差Δ是0.3％的條件下?lián)p耗發(fā)生帶寬相對于感光度的變化圖。
圖3A到3C是在相對折射率差Δ是0.4％的條件下?lián)p耗發(fā)生帶寬相對于感光度的變化圖。
圖4A到4C是在相對折射率差Δ是0.5％的條件下?lián)p耗發(fā)生帶寬相對于感光度的變化圖。
圖5A到5C是在相對折射率差Δ是0.6％的條件下?lián)p耗發(fā)生帶寬相對于感光度的變化圖。
圖6A到6C是在相對折射率差Δ是0.3％的條件下?lián)p耗面積相對于感光度的變化圖。
圖7A到7C是在相對折射率差Δ是0.4％的條件下?lián)p耗面積相對于感光度的變化圖。
圖8A到8C是在相對折射率差Δ是0.5％的條件下?lián)p耗面積相對于感光度的變化圖。
圖9A到9C是在相對折射率差Δ是0.6％的條件下?lián)p耗面積相對于感光度的變化圖。
圖10是表示損耗面積相對于內(nèi)核心直徑與核心直徑之比和截止波長的乘積的倒數(shù)的變化圖。
圖11是表示損耗帶寬相對于在作為低光敏核心的內(nèi)核心的感光度是0(零)的條件下其直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖12是表示虛擬損耗帶寬相對于在內(nèi)核心的感光度p1=0.00的條件下內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖13是表示虛擬損耗帶寬相對于在內(nèi)核心的感光度p1＝0.05的條件下內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖14是表示虛擬損耗帶寬相對于在內(nèi)核心的感光度p1＝0.10的條件下內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖15是表示虛擬損耗帶寬相對于在內(nèi)核心的感光度p1＝0.15的條件下內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖16是表示虛擬損耗帶寬相對于在內(nèi)核心的感光度p1＝0.20的條件下內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖17是表示虛擬損耗帶寬相對于內(nèi)核心直徑的倒數(shù)的變化圖。
圖18A和18B是表示在相對折射率差Δ是0.5％和內(nèi)核心直徑比＝80％的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗相對于由包覆層感光度部分的外直徑除以MFD所得的商的變化圖。
圖19A和19B是表示在相對折射率差Δ是0.5％和內(nèi)核心直徑比＝70％的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗相對于由包覆層感光度部分的外直徑除以MFD所得的商的變化圖。
圖20A和20B是表示在相對折射率差Δ是0.4％和內(nèi)核心直徑比＝80％的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗相對于由包覆層感光度部分的外直徑除以MFD所得的商的變化圖。
圖21A和21B是表示在相對折射率差Δ是0.4％和內(nèi)核心直徑比＝70％的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗相對于由包覆層感光度部分的外直徑除以MFD所得的商的變化圖。
圖22A和22B是表示在相對折射率差Δ是0.5％和歸一化頻率V＝1.7的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗面積相對于外核心的感光度的變化圖。
圖23A和23B是表示在相對折射率差Δ是0.5％和歸一化頻率V＝1.9的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗面積相對于外核心的感光度的變化圖。
圖24A和24B是表示在相對折射率差Δ是0.4％和歸一化頻率V＝1.7的條件下，歸一化帶寬和歸一化損耗面積相對于外核心的感光度的變化圖。
圖25A和25B是表示在內(nèi)核心直徑和核心直徑之比為1當(dāng)相對折射率差Δ是0.4％時l＝80％和70％的條件下?lián)p耗譜的形狀圖。
圖26A和26B是表示在內(nèi)核心直徑和核心直徑之比為1當(dāng)相對折射率差Δ是0.5％時l＝80％和70％的條件下?lián)p耗譜的形狀圖。
圖27是表示EDF的增益譜的一個示例圖。
圖28是表示相對所希望地?fù)p耗模擬傾斜光纖光柵的光學(xué)特性的概念示例圖。
圖29是表示在長波長和短波長范圍內(nèi)增益漂移和基本譜的損耗帶寬之間的關(guān)系圖。
圖30A和30B是表示在相對折射率差Δ＝0.55％和截止波長λc＝1.22μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖30A是長波長范圍情況的視圖。圖30B是短波長范圍情況的視圖。
圖31A和31B是表示在相對折射率差Δ＝0.55％和截止波長λc＝1.10μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖31A是長波長范圍情況的視圖。圖31B是短波長范圍情況的視圖。
圖32A和32B是表示在相對折射率差Δ＝0.50％和截止波長λc＝1.22μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖32A是長波長范圍情況的視圖。圖32B是短波長范圍情況的視圖。
圖33A和33B是表示在相對折射率差Δ＝0.50％和截止波長λc=1.10μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖33A是長波長范圍情況的視圖。圖33B是短波長范圍情況的視圖。
圖34A和34B是表示在相對折射率差Δ＝0.45％和截止波長λc＝1.22μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖34A是長波長范圍情況的視圖。圖34B是短波長范圍情況的視圖。
圖35A和35B是表示在相對折射率差Δ＝0.45％和截止波長λc＝1.16μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖35A是長波長范圍情況的視圖。圖35B是短波長范圍情況的視圖。
圖36A和36B是表示在相對折射率差Δ＝0.40％和截止波長λc＝1.22μm的條件下，設(shè)計光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)特性的示圖。圖36A是長波長范圍情況的視圖。圖36B是短波長范圍情況的視圖。
圖37A到37C是表示在根據(jù)本發(fā)明制造光纖的實例中折射率分布的視圖。
圖38是表示制得的光纖的損耗譜的示例圖。
圖39是表示制得的光纖的損耗譜的另一示例圖。
圖40是表示制得的光纖的損耗譜的另一示例圖。
圖41是表示制得的光纖的損耗譜的另一示例圖。
圖42是表示當(dāng)將制得的光纖曝光時，曝光時間和損耗面積之間的關(guān)系圖。
圖43是表示當(dāng)將制得的光纖曝光時，曝光時間和損耗面積之間的關(guān)系圖。
圖44是表示當(dāng)將制得的光纖曝光時，曝光時間和損耗面積之間的關(guān)系圖。
圖45是表示當(dāng)將制得的光纖曝光時，曝光時間和損耗面積之間的關(guān)系圖。
圖46是表示根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的結(jié)構(gòu)示例圖。
圖47是表示反射光纖光柵的結(jié)構(gòu)圖。
圖48是表示發(fā)射光纖光柵的結(jié)構(gòu)圖。
圖49是表示傾斜光纖光柵的結(jié)構(gòu)圖。
圖50是表示用于制造常規(guī)傾斜光纖光柵的光纖的相對折射率差和歸一化感光度的視圖。
圖51是表示常規(guī)傾斜光纖光柵的損耗譜模擬結(jié)果的示例圖。
圖52是表示常規(guī)傾斜光纖光柵的損耗譜測量結(jié)果的示例圖。
圖53是表示常規(guī)傾斜光纖光柵的曝光時間和損耗面積之間的關(guān)系圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明作詳細(xì)解釋。
根據(jù)本發(fā)明的一種光纖包括一個核心和一個配置在此核心周圍的包覆層，其中該核心至少含有不同折射率的兩層或更多的層。最內(nèi)層是低感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射率的變化比其他層的感光度較低，該包覆層至少含有不同折射率的兩層或更多的層，同核心接觸的此層是較高感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射率的變化比其他層的感光度較高。
圖1A和1B表示根據(jù)本發(fā)明的該光纖的折射率和感光度的分布實例。
在圖1A中，參照編號1表示核心。參照編號2表示包覆層。形成的核心1的折射率要高于包覆層2的折射率。包覆層2相對于核心1的相對折射率差是Δ。
在核心1中，形成的核心1的中心部分的內(nèi)核心1a的感光度較低，而形成的配置在較接近于包覆層2的外核心1b的感光度較高。因此，這里，內(nèi)核心1a是較低感光度層。在包覆層2中，形成的配置在較接近于核心1的內(nèi)包覆層2a的感光度較高。形成的配置在包覆層2a外面的外包覆層2b的感光度較低。因此，這里，內(nèi)核心1a是較低感光度層。因此，這里，內(nèi)包覆層2a是較高感光度層。
在內(nèi)包覆層2a的感光度如標(biāo)記的是1的條件下，內(nèi)核心1a的感光度是p1，并且外核心1b的感光度是p2。并且，核心1的外半徑是rcore，內(nèi)核心1a的外半徑是lrcore，并且內(nèi)包覆層2a的外半徑是mrcore。
在每一核心層1和包覆層2的直徑和感光度都改變的條件下，使用光纖的傾斜光纖光柵的光學(xué)特性通過同常規(guī)情況相比來解釋。
首先，使用圖1所示的參數(shù)例如內(nèi)核心1a同核心1的直徑比l和內(nèi)核心1a的感光度比為p1，在內(nèi)包覆層2a同外核心1b相比的感光度比p2=1以及感光度包覆層如內(nèi)包覆層2a同核心1相比的直徑比m＝3的條件下，對相對折射率差Δ和歸一化頻率V實施了模擬計算。光柵的條件如圖1A和1B中所示的相同。
根據(jù)上述模擬所得的結(jié)果，具有圖49所示的結(jié)構(gòu)的傾斜光纖光柵的光學(xué)特性，如損耗發(fā)生帶寬和損耗面積表示在圖2A到9C。這里，損耗發(fā)生帶寬定義為一種寬度，在此寬度相對于峰損耗dB比是0.05。在損耗發(fā)生的主頻帶的損耗面積定義為在其中損耗最小的面積，即在短波長中透明度最大。
在圖2A到9C中，用I＝100％表示的一條曲線表示常規(guī)光纖的光學(xué)特性，在此光纖中沒有裝配具有較高感光度的外核心1b。損耗面積在dB標(biāo)度中是相對值。在圖52中顯示抑制損耗的光纖的情況下，它的損耗面積差不多相當(dāng)于0.7。在此條件下，相對折射率差Δ是0.4％，核心靈敏度是0.2，和歸一化頻率V是2.0。
根據(jù)上述結(jié)果，可以明白除非添加較大量的鍺否則不能生產(chǎn)具有常規(guī)結(jié)構(gòu)的光纖，其中損耗面積的相對值是9，即實際值是3.9dBnm或更大。
在另一方面，相似于根據(jù)本發(fā)明的光纖的情況，可以明白通過在核心1的外面配置具有較高感光度的外核心1b，因此同增加內(nèi)核心1a感光度的情況相比大大改進損耗面積而無需增大帶寬是可能的。
基于上述模擬的結(jié)果，第一，這里，解釋了與該光纖參數(shù)相應(yīng)的損耗面積的趨勢。這里，在內(nèi)核心1a的感光度是0(零)條件下，損耗面積成為如圖10所示的關(guān)于獲得的內(nèi)核心1a與核心1的直徑比l和理論截止波長λc的乘積的倒數(shù)的函數(shù)形式。這里，理論截止波長λc用公式F1來表示。λc=V2.405---F1]]>這里，λ表示運行波長。這里，使用1.55μm。根據(jù)圖10，損耗面積幾乎呈線性關(guān)系。一種近似公式用公式F2表示成如下。
Sloss＝1.9/(l·λc)-1.03 F2因此，獲得其損耗面積是0.9或更大的損耗面積的條件能用公式F3表示如下。
內(nèi)核心與核心的直徑比l·理論截止波長λc[μm]＜0.98 F3
借助于此，可以明白在截止波長是1.1μm的條件下，內(nèi)核心1a的半徑是核心半徑的85％或比之更短。
下面，解釋與該光纖參數(shù)相應(yīng)的損耗發(fā)生帶寬的趨勢。
在內(nèi)核心1a的感光度為0(零)的條件下，表示模擬過程中的帶寬和低感光度核心的內(nèi)核心的半徑例如內(nèi)核心1a的半徑比1和核心半徑的函數(shù)曲線示于圖11。這里，核心半徑能用公式F4表示成如下。rcore=Vλ2π·nclad2Δ---F4]]>在F4中，nclad表示包覆層的折射率。
根據(jù)圖11，可以明白損耗發(fā)生帶寬相對于作為低感光度核心的內(nèi)核心的半徑有一定的趨勢。損耗發(fā)生帶寬BW能用公式F5近似地表示成如下。
BW＝{α1·(1/l·rcore)2+a2·(1/l·rcore)} F5下面，還分析了其中內(nèi)核心1a的感光度不是0(零)的情況。在此情況下，在基本模中內(nèi)核心1a的功率比是pinside，和在基本模中內(nèi)核心1a外部的功率比是poutside的條件下，耦合系數(shù)相對于反射模的增加比能夠表示成p1·pinside/poutside。這里，pinside和poutside能夠用公式F6和F7近似地表示。Pinside=1-exp[-2(l·2rcoreMFD)2]---F6]]>Poutside＝1-PinsideF7這里，假設(shè)反射抑制角隨對反射模的耦合系數(shù)的增加成比例地增加；于是，損耗發(fā)生帶寬正比地增加。在此情況下，公式F8能夠滿足。BW(p1)·(1-p1·Pinside/Poutside)=BW(0)F8]]>這里，在BW(0)是虛擬損耗帶寬條件下畫出了對所獲得的1/1·rcore的函數(shù)曲線。此結(jié)果表示在圖12到16中。在這些情況下，可以明白畫出的曲線進一步變?yōu)楸硎緱l件如p1＝0的線，以及當(dāng)相對折射率差Δ大或當(dāng)p1大時虛擬損耗帶寬BW并未完全分布在一條線上。這里，為了調(diào)節(jié)它，依賴于Δ和p1的各常數(shù)項加到F8的左邊。這里，公式F9表示如下。BW(p1)·(1-p1·Pinside/Poutside)-p1·(b1·Δ+b2)=BW(0)---F9]]>在此情況下，發(fā)現(xiàn)了在b1＝60.8和b2＝-19.8的條件下如圖17所示虛擬損耗帶寬分布在一條線上。
相應(yīng)地，發(fā)現(xiàn)了由F9表示的損耗發(fā)生帶寬能夠近似地用公式F10來代替如下。
BW＝｛a1·(1/l·rcore)2+a2·(1/l·rcore)+p1·(b1·Δ+b2)}/(1-p1·Pinside/Poutside) F10在公式F10中，條件是a1＝24.35，a2＝9.650，和b2＝-10.8。下面，分析感光度包覆層對傾斜光纖光柵的各種特性的依賴關(guān)系并解釋它的結(jié)果。
對光纖的各參數(shù)來說，核心1相對于作為感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的相對折射率差Δ設(shè)定為Δ＝0.4％或0.5％。核心較低感光度部分如內(nèi)核心1a的半徑比l設(shè)定為l＝80％或70％。歸一化頻率V設(shè)定為V＝1.7，1.9，和2.1。對各種情況，通過改變感光度包覆層如內(nèi)包覆層2a的外半徑進行了模擬。各模擬的結(jié)果以如損耗發(fā)生帶寬和損耗面積的形式示于圖18A到21B。
在作為較低感光度核心的內(nèi)核心1a的感光度為0(零)的條件下進行了計算。水平軸表示作為較高感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的外直徑，它們被各條件下的MFD歸一化了。并且，各個特性值如歸一化帶寬和歸一化損耗，都相對于其中作為感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的直徑是核心1直徑的3倍，即m＝3的情況，進行歸一。
根據(jù)圖18A到21B，可以明白確定各種特性值對感光度包覆層的依賴關(guān)系而不考慮諸如Δ，l，和V因子，但與MFD相應(yīng)。那就是說，可以明白光學(xué)特性如作為感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的損耗發(fā)生帶寬，在內(nèi)包覆層2a的直徑相當(dāng)于MFD或更小的條件下迅速變壞。并且，可以明白光學(xué)特性如作為感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的損耗面積，在內(nèi)包覆層2a的直徑相當(dāng)于MFD的兩倍或更小的條件下迅速變壞。并且，可以明白，當(dāng)內(nèi)包覆層2a的外直徑大于這些值時內(nèi)包覆層2a的各光學(xué)特性不變。根據(jù)以上得到的結(jié)果，作為感光度包覆層的內(nèi)包覆層2a的直徑最好是MFD的兩倍。
下面，分析了傾斜光纖光柵的各特性對外核心1b的感光度依賴關(guān)系。其結(jié)果解釋如下。
相似于圖18A到21B所示的結(jié)果，選擇了幾個條件作為光纖的參數(shù)。進行了模擬，在模擬中改變了外核心1b的感光度p2以便獲得兩種特性如損耗發(fā)生帶寬和損耗面積。該結(jié)果示于圖22A到24B。
這里，作為較低感光度核心的內(nèi)核心1a的感光度是0(零)的條件下，進行了計算。并且，各個特性值如歸一化帶寬和歸一化損耗都相對于如外核心的感光度p2＝1進行歸一。在圖22A到24B中，外核心1b的感光度p2是用水平軸表示的。這里，可以明白當(dāng)損耗發(fā)生帶寬窄時如果p2低那是有益的。并且，當(dāng)損耗面積大時如果p2高那是有益的?？紤]一種目標(biāo)如增大損耗面積，最好是滿足條件如p2＞0.8。
在損耗發(fā)生帶寬的容差范圍內(nèi)能夠增大最大值p2。然而，感光度是根據(jù)所添加的物質(zhì)和它的數(shù)量而變化的。根本上，感光度是由添加的鍺的數(shù)量來決定的，并且存在添加鍺的限度。然而，減少給包覆層2添加的鍺量以增加感光度差意味著從基本結(jié)構(gòu)觀點來看損耗減少；這樣，那是所不希望的。因此，實際可信的核心1的更可取的感光度是2或更小。對引導(dǎo)線來說在p2≠1的條件下為設(shè)計一種光纖，根據(jù)公式F11來考慮帶寬的如下增加是必須的。ΔBW＝0.2(p2-1)·BW F11到此為止，通過集中對光纖的各因子如損耗發(fā)生帶寬和損耗面積進行了分析。下面，解釋由損耗譜形決定的光纖的一種限制因子。在光纖的參數(shù)如相對折射率差Δ＝0.4％或0.5％，作為低感光度核心的內(nèi)核心1a的直徑比ll＝80％或90％，作為低感光度核心的內(nèi)核心1a的感光度p1p1＝0(零)，以及外核心1b的感光度p2p2＝1條件下，通過改變歸一化頻率(截止波長)進行了模擬。在模擬中獲得的損耗譜示于圖25A到26B。
根據(jù)圖25A到26B，盡管在此損耗帶寬和此損耗中存在差別，但可以明白損耗譜的形狀是只由歸一化頻率決定的。那就是，可以明白歸一化頻率越短，損耗譜的形狀在作為中心的損耗峰處變得越對稱。然而，當(dāng)歸一化頻率變得更長，損耗峰就移近更長的波長區(qū)。并且，可以明白損耗譜的形狀變得更不對稱了。那就意味著其中耦合最大的包覆模移到較低的模。
本發(fā)明的一種特定的目的是平衡EDFA的增益輪廓。在本發(fā)明中，通過在光纖的縱向上改變折射率變化的幅度來形成傳輸特性，像后面所解釋的那樣以便獲得同損耗譜的形狀相一致的需要的形狀。因此，如果損耗譜的形狀是不規(guī)則的，那是難于使之與希望的形狀等同。
并且，較低包覆模如LP11和LP13接近于引導(dǎo)的模式；因此它容易同引導(dǎo)的模式共振。因此，如果同這些模的耦合大，那么存在的一個問題在于稱做幻想模式峰的大波紋容易發(fā)生。例如，可以明白作為常規(guī)情況的一種實例，如圖52所示在損耗發(fā)生面積中這些波紋存在于較長波長區(qū)。因此，根據(jù)上述的兩個原因，歸一化頻率是1.9或更短，即理論截止頻率是1.22μm或更短為最好。
以上解釋了由傾斜光纖光柵的特性決定的光纖的結(jié)構(gòu)。這里，光纖光柵不僅是一種光學(xué)濾波器而且也是一種光的傳輸線。因此，考慮傳輸特性是必須的。當(dāng)光纖光柵用于光學(xué)組件時，光學(xué)組件的長度短；因此，抑制損耗不是問題。從構(gòu)成它的觀點來看，該纖維的彎曲損耗小到某種程度最好。更特別地，當(dāng)抽頭以40mm直徑繞制構(gòu)成時只要彎曲損耗是0.1dB/m或更小就沒有問題。使用公式(3.4)到(3.6)能夠計算這樣的彎曲損耗，這些公式公開于“Single-mode fiberoptics(單模纖維光學(xué))/L.B.Jeunhomme，Marcel Dekker，Inc.”的第105頁上像下面的公式F12到F14那樣。
αc＝AcR-1/2exp(-UR)[dB/m] F12Ac≅30(Δn)1/4λ-1/2(λcλ)3/2---F13]]>U≅0.705(Δn)3/2λ(2.748-0.996λλc)3---F14]]>這里，R表示彎曲半徑。Δn表示核心和包覆層之間的折射率差。根據(jù)F12，在R＝20mm的條件下用αc0.1來表示的彎曲損耗能夠近似地用下面的公式F15來表示。
λc＞2.48-4.53Δ+3.43Δ2F15因此，為了減少彎曲損耗最好制造一種光纖使公式F15得到滿足。
關(guān)于要考慮的光纖的另一種參數(shù)，名為為連接損耗。當(dāng)一種光纖裝在光學(xué)放大器模塊中時，使用融合拼接方法來進行連接。一般來說，連接損耗是由模場失配引起的；因此，當(dāng)待連接的光纖同MFD匹配時，減少連接損耗是可能的。然而，如果MFD減少太多，該損耗發(fā)生面積將被展寬。因此，最可取的是只要連接損耗能夠接受就增加MFD。當(dāng)同色散偏移纖維(DSF)進行連接時，MFD應(yīng)最好是8.0到9.0μm(在此情況下相對折射率差Δ應(yīng)是0.50到0.55％)。并且，當(dāng)同1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w進行連接時，MFD應(yīng)最好是8.0到10.0μm(在此情況下相對折射率差Δ應(yīng)是0.40到0.55％)。
因此，通過配置使用光纖的多個串聯(lián)傾斜光纖光柵，在光纖中MFD是8.0到10.0μm并且相對折射率差Δ是0.40到0.55％，和通過將1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w連接在傾斜光纖光柵的兩端，來制造帶阻光學(xué)濾波器是可能的。
并且，通過配置使用光纖的多個串聯(lián)傾斜光纖光柵，在光纖中MFD是8.0到9.0μm并且相對折射率差Δ是0.50到0.55％，和通過將色散偏移光纖連接在傾斜光纖光柵的兩端，來制造帶阻光學(xué)濾波器是可能的。
本發(fā)明不同于常規(guī)的情況在于光纖的折射率的分布不隨需要的特性如損耗發(fā)生帶寬和損耗面積而改變。而代之以，在本發(fā)明中，改變作為較低感光度核心的內(nèi)核心1a的直徑；因此，改變損耗發(fā)生帶寬和損耗面積而不改變MFD是可能的。因此，從連接損耗觀點來看，通過多級地連接使用光纖的傾斜光纖光柵來構(gòu)成光學(xué)濾波器是更可取的。下面，使用上述光纖的增益平衡濾波器(下文叫做GEQF)解釋如下。
使用上述光纖來制造的傾斜光纖光柵有示于圖49的結(jié)構(gòu)。在此情況下，構(gòu)成的較高折射率部分3以使傾斜角在反射抑制角周圍的±0.3度之內(nèi)，它適合于該光柵的結(jié)構(gòu)。
在圖27中，展示出EDF的典型的增益譜。在GEQF中，圖27中展示出的相反的特性，即增益被視為損耗，必定實現(xiàn)。這里，簡單地解釋用于平衡相對于需要譜的SFBG的特性的方法。這里，該光柵的周期是以啾聲光柵的形式，其中在縱向上該周期逐漸改變。那就是，在此光柵中每一點的波長對應(yīng)于光柵的周期，以及如上述的模擬中所示，每一點的損耗特性構(gòu)成適當(dāng)?shù)挠晒饫w結(jié)構(gòu)決定的波長處有一中心的損耗特性(基本譜)。圖28中展示出一種實例。
而且，如在圖28中的虛線所示，每一點的光柵幅度是受控的。此幅度的輪廓叫做曝光輪廓。在此時，整個光柵的特性變成基本譜和曝光輪廓的褶合，如圖28中的粗線所示。因此，在增益平衡濾波器的實際設(shè)計中，確定曝光輪廓以使該褶合的結(jié)果成為需要的譜是必須的。使用計算設(shè)備如計算機來實施這樣的計算。
由圖27可能明白，EDF的增益帶寬一般能分成兩類。那就是，它們是在大約1530nm有一個峰的1520到1540nm頻帶(下文叫做“短波長頻帶”)和在大約1555nm有一個峰的1540到1570nm頻帶(下文叫做“長波長頻帶”)。關(guān)于每一頻帶的特性，短波長頻帶的形狀像一對稱的單峰并且其帶寬窄。長波長頻帶的形狀不像短波長頻帶陡峭，但其形狀卻較為復(fù)雜。在此長波長頻帶，傳輸損耗的必須面積比短波長頻帶的要大。
因此，關(guān)于EDF，在此短波長頻帶損耗發(fā)生帶寬窄是必須的。在此長波長頻帶，盡管損耗發(fā)生帶寬可能要比此短波長頻帶的大，但損耗面積大是必須的。基于上述原因，通過分別制造此短波長頻帶和此長波長頻帶和然后將它們連接起來借以形成這樣的特性，比之用單個光纖光柵借以形成全部特性，能夠獲得更為優(yōu)越的特性。
為了用上述方法來構(gòu)成增益平衡濾波器，通過改變高斯函數(shù)的基本譜的帶寬利用模擬獲得了基本譜的帶寬、損耗發(fā)生帶寬、和根據(jù)所需值(下文叫做增益偏差)損耗差之間的關(guān)系，以形成圖27所示的損耗譜。該模擬的結(jié)果示于圖29。這里，為了便于進行卷積，0.5dB的漂移損耗包含于需要的損耗中。并且，此長波長頻帶和此短波長頻帶的邊界波長是1538nm。
根據(jù)圖29，損耗帶寬和增益偏差的關(guān)系能夠近似地表示為線性關(guān)系。根據(jù)這里所示的結(jié)果，為了實現(xiàn)0.2dB或更低的增益偏差，可以明白該基本譜的帶寬必須是在此長波長頻帶是14nm或更短以及在此短波長頻帶是7nm或更短。這些值隨各因子如需要的譜形、需要的偏差、和能夠接受的過量的損耗而變化。對于近似引導(dǎo)線，該基本譜的帶寬最好是在此長波長頻帶是15nm或更短以及在此短波長頻帶是9nm或更短。
并且，根據(jù)該模擬在此長波長頻帶的損耗面積是1.2或更大(飽和的損耗面積是5dB nm或更大)。在此短波長頻帶的該損耗帶寬短到如長波長頻帶損耗帶寬的2/3。這里，必要的損耗面積是0.8。然而，因為此特性是陡峭的，于是，曝光輪廓也是陡峭的。因此，損耗面積最好是0.9或更大(飽和的損耗面積是4dB nm或更大)。因此，根據(jù)近似公式F2，損耗面積能夠通過下面的公式F16和F17來獲得。
長波長限制1·λc≤0.85 F16短波長限制1·λc≤0.98 F17在這些限制下，來設(shè)計光纖的光學(xué)特性的范圍。這里，在核心1中，在如相對折射率差Δ＝0.55％，0.50％，0.45％和0.40％的條件下來分析四種情況。這里，規(guī)定p2＝1和M＝3。第一，在Δ＝0.55％的條件下，截止波長由于彎曲損耗的限制必定是1.02μm或更長以及由于基本譜形狀的限制必定是1.22μm或更短。這里，截止波長是在λc＝1.10μm(V＝1.7)和λc＝1.22μm(V＝1.9)的條件下獲得的。
第二，在Δ＝0.50％的條件下，截止波長由于彎曲損耗的限制必定是1.07μm或更長以及由于基本譜形狀的限制必定是1.22μm或更短。這里，截止波長是在λc＝1.10μm和λc＝1.22μm的條件下獲得的。
第三，在Δ＝0.45％的條件下，截止波長由于彎曲損耗的限制必定是1.14μm或更長以及由于基本譜形狀的限制必定是1.22μm或更短。這里，截止波長是在λc＝1.16μm(V＝1.8)和λc＝1.22μm的條件下獲得的。
最后，在Δ＝0.40％的條件下，截止波長由于彎曲損耗和基本譜形狀的限制必定差不多是1.22μm。這里，截止波長是在1.22μm的條件下獲得的。
在圖30A到36B中，展示出在各種折射率輪廓的條件下，用于長波長范圍和短波長范圍的內(nèi)核心1a的比率l的范圍和內(nèi)核心1a的感光度p1的范圍。在附圖中箭頭所示的的線條之內(nèi)的面積表示一種范圍，它滿足于用于增益平衡傾斜光纖光柵的光纖的損耗面積和損耗帶寬的限制。
其次，光纖的結(jié)構(gòu)和內(nèi)包覆層1a相對于外包覆層2b的相對折射率差之間的關(guān)系解釋如下。當(dāng)內(nèi)包覆層1a的折射率大于外包覆層2b的折射率時，一種約束在內(nèi)包覆層1a的以待發(fā)射的模就發(fā)生。由于該模和引導(dǎo)的模式的干涉，傳輸特性變壞。因此最好是內(nèi)包覆層1a的折射率低于外包覆層2b的折射率。
相反，如在“Coupling characteristics of photo-inducedBragg grations in depressed-and-matched claddingding(在抑制和耦合的包覆光纖中光致布喇格光柵的耦合特性)(S.J.Hewlett等，0pt Quantum Electron，Vol.28，pp1641-1654，1996)”所公開的，當(dāng)內(nèi)包覆層1a的折射率比外包覆層2b的折射率小得多時，就發(fā)生耦合模；于是就出現(xiàn)不必要的峰。因此，相應(yīng)于同外包覆層2b的折射率差，內(nèi)包覆層1a的折射率最好確定為使公式F18被滿足。
-0.1％＜Δinclad＜0％ F18其次，解釋根據(jù)本發(fā)明的光纖的制造方法的實例。
用下面的方法制造了有上述特性的光纖。在圖37A到37C中，展示出三種實際制造出的光纖。在圖37A到37C中，參照編號1a表示內(nèi)核心以及參照編號1b表示外核心。并且，參照編號2a表示內(nèi)包覆層以及參照編號2b表示外包覆層。
在石英光纖中，已知感光度是正比于被添加的高折射率物質(zhì)如鍺的量。因此，這里，所希望的折射率和所希望的感光度輪廓，是通過根據(jù)感光度的分布控制添加的鍺量和通過使用其他摻雜質(zhì)控制折射率的分布來實現(xiàn)的。關(guān)于非感光度的高折射率的摻雜質(zhì)，鋁或磷是已知的。磷降低抗氫特性；因此不可能添加大量的磷因為它降低抗氫特性。并且，關(guān)于低折射率的組成部分，氟和硼是已知的。
在光纖的結(jié)構(gòu)A和B中，為了使內(nèi)核心1a成為低感光度核心，使用了鋁作為主要摻雜質(zhì)。并且，因為為了使內(nèi)包覆層2a成為高感光度包覆層而添加鍺，氟添加到光纖的結(jié)構(gòu)A中，并且硼添加到光纖的結(jié)構(gòu)B中。
在光纖的結(jié)構(gòu)C中，內(nèi)核心1a的感光度是低的。并且，比之光纖的結(jié)構(gòu)A的情況將更大量的氟添加到內(nèi)包覆層2a和外包覆層2b中以便使之折射率低。來自KrF準(zhǔn)分子激光器光源的波長248nm的恒定量的光從側(cè)面輻照到各個光纖上。在輻照之前和輻照之后用折射近場圖形(下文叫做RNFP)方法測量折射率輪廓以便獲得折射率的增量。
在表2中，在光纖的結(jié)構(gòu)A中內(nèi)包覆層1a的折射率的增量設(shè)定在1(壹)的條件下，展示出各個光纖的折射率變化量的相對值。
表2

這里，在表2中，給各類纖維結(jié)構(gòu)添加同樣量的鍺。在表2中，隨著測量部分的不同感光度是不同的。可以相信這是因為感光度的減少正比于添加的氟量。在類型A和類型C的情況下，外核心1b的感光度要比內(nèi)包覆層2a的高。因此，根據(jù)常規(guī)光纖和本發(fā)明的光纖之間的比較，圖22A到24B所示的損耗面積是圖4A到9C所示的那些的1.5倍。于是，可以明白本發(fā)明有優(yōu)越的效能。
根據(jù)表2所示的結(jié)果，類型B在它們中似乎是上等的。然而從制造容易如穩(wěn)定的摻雜鍺的觀點來看，確定類型A和類型B的哪一類更為有益是不可能的。
在類型C中，添加像類型A的1.5倍那樣多的鍺是必要的以便保持像類型A和類型B一樣的感光度。因此，從損耗面積觀點出發(fā)，類型C比類型A和類型B是不大有益的。根據(jù)本發(fā)明為增益平衡器添加鍺的必須量，對類型A，是4％的重量百分比或更多。對類型B，必須添加3％的重量百分比或更多的鍺。對類型C，必須添加5％的重量百分比或更多的鍺。
在另一方面，從拼接連接損耗觀點出發(fā)，類型C則是有益的。拼接連接損耗是由所連接的光纖之間的MFD的差來決定的。在類型A和類型B的光纖中，存在著一種傾向，即拼接連接損耗是以更壞的方式偏離理論值。相反，類型C的光纖幾乎是由純SiO2制成的；因此，不存在如在類型A和類型B中觀察到的那些現(xiàn)象。因此，以安全的方式進行拼接連接是可能的。
因此，所用的光纖是根據(jù)它的用途來確定的。表3中展示出制得的光纖的光學(xué)特性如MFD、截止波長、和損耗發(fā)生帶寬。
表3

并且，在圖38到41中展示出損耗譜形。在圖42到45中展示出曝光時間和損耗面積的關(guān)系。
示于表3的截止波長用2m方法來測量。因此相當(dāng)于理論截止波長的各值比測量值稍長。在圖38到45中，可以明白對在光纖(1號，2號)中的長波長，實現(xiàn)了15nm或更低的損耗發(fā)生面積和5dB或更長的損耗面積。并且，可以明白對在光纖(3號，4號)中的短波長，實現(xiàn)了9nm或更低的損耗發(fā)生面積和4dB或更大的損耗面積。
并且制造出光纖2號和4號以便有近5％的相對折射率差Δ用以同DSF相連。制造出長波長光纖1號和短波長光纖3號以便有近4.5％的相對折射率差Δ用以同SMF相連。關(guān)于各種光纖中的連接損耗，1號和3號的連接損耗差不多是0.1dB。2號和4號的連接損耗差不多是0.15dB。根據(jù)上述結(jié)果，證實了能夠制造出可保持損耗面積和有窄帶寬的光纖。
使用這些光纖，其中模場直徑是8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ是0.40％到0.55％，通過連接多個傾斜光纖光柵以及通過將用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w連接到傾斜光纖光柵的兩端，來制造光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是可能的。
并且，通過連接多個傾斜光纖光柵，其中模場直徑是8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ是0.50％到0.55％，以及通過將色散偏移光纖連接到傾斜光纖光柵的兩端，來制造光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器是可能的。
其次，來解釋使用上述增益平衡光學(xué)濾波器的光學(xué)放大器模塊。
在圖46中，像光學(xué)放大器模塊結(jié)構(gòu)的實例一樣，展示出含有EDF作為增益介質(zhì)的一種光學(xué)放大器模塊。
在圖46中，參照編號11表示發(fā)射信號光的光傳輸線。該光傳輸線11連接到WDM耦合器12的輸入口。一種激發(fā)光源13連接到WDM耦合器12的另外的輸入口。EDF14這樣的增益介質(zhì)的一端連接到WDM耦合器12的輸出口。
EDF14的另一端經(jīng)過一種光學(xué)隔離器16連接到光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器15。在此實例中，光學(xué)組件采用拼接連接法相連。
在此實例的光學(xué)放大器模塊10中，經(jīng)過光傳輸線11傳送的信號光同經(jīng)過WDM耦合器12的由激發(fā)光源13發(fā)射的激發(fā)光結(jié)合。結(jié)合的光庫送到EDF14的一端以便放大。放大的光的增益被光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器15所平衡。放大的光輸出到光發(fā)射通道17。
這里，在圖46中，激發(fā)光以正向激發(fā)的方式在像信號光方向的同樣方向入射到EDF14。然而，激發(fā)的方式不局限于此情況。激發(fā)光可以以反向激發(fā)方式入射到信號光的相反方向上。另一方面，激發(fā)光以雙向激發(fā)的方式，可以在信號光的同樣方向上入射和在信號光的反方向上入射。
根據(jù)此實例中的光學(xué)放大器模塊，根據(jù)本發(fā)明用光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器構(gòu)成光學(xué)放大器模塊，來實現(xiàn)一種能產(chǎn)生光放大的光學(xué)放大器模塊是可能的，該放大的光的增益在寬的波長范圍內(nèi)得到平衡。
并且，根據(jù)本發(fā)明在光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器中，由于連接損耗小，因此，可以實現(xiàn)一種插入損耗小的光學(xué)放大器模塊，即使它用作光學(xué)放大器模塊。
而且，因為使用彎曲損耗小的光纖制造根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，可以實現(xiàn)一種光學(xué)放大器模塊，當(dāng)用它作為光學(xué)放大器模塊時，彎曲損耗小并且能夠在狹窄空間內(nèi)構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種光纖，包括一個核心(1)；和一個配置在此核心(1)周圍的包覆層(2)，其中此核心(1)至少含有兩個或更多的不同折射率的層；最內(nèi)層(1a)是較低感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射率的變化比另一層(1b)的感光度要低些；此包覆層(2)至少含有兩個或更多的不同折射率的層；同核心接觸的層(2a)是較高感光度層，通過光輻照其感光度相對于折射率的變化比另一層(2b)的感光度要高些。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中包覆層(2)的較高感光度(2a)層的外直徑是模場直徑的兩倍或更大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中核心(1)的直徑和該核心的較低感光度層(1a)的直徑之間的比率l和理論截止波長λc的乘積是0.98或更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中核心(1)的感光度最大值除以包覆層(2)的感光度最大值所得的商是0.8或更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中理論截止波長λc是1.22μm或更短。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中核心(1)和最內(nèi)包覆層(2a)之間的相對折射率差Δ和理論截止波長λc滿足關(guān)系式如λc＞2.48-4.53Δ+3.43Δ2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中損耗產(chǎn)生帶寬BW是9nm或更短；和核心(1)的直徑和該核心的較低感光度層(1a)的直徑之間的比率l和理論截止波長λc的乘積是0.98或更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中損耗產(chǎn)生帶寬BW是15nm或更短；和核心(1)的直徑和該核心的較低感光度層(1a)的直徑之間的比率l和理論截止波長λc的乘積是0.85或更小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中包含在包覆層中并擁有不同折射率的同核心(1)接觸的最內(nèi)包覆層(2a)和最外包覆層(2b)之間的相對折射率差Δinclad在-0.1％＜Δinclad＜0％的范圍內(nèi)。
10.由石英玻璃制成的根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中給核心(1)的較低感光度層(1a)的主要摻雜質(zhì)是鋁；給核心(1)的較高感光度層(1b)的主要摻雜質(zhì)是鍺；給包覆層(2)的較高感光度層(2a)的主要摻雜質(zhì)是鍺和硼；和給包覆層(2)的較高感光度層(2a)添加的鍺量是3％的重量百分比或更多。
11.由石英玻璃制成的根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中給核心(1)的較低感光度層(1a)的主要摻雜質(zhì)是鋁；給核心(1)的較高感光度層(1b)的主要摻雜質(zhì)是鍺；給包覆層(2)的較高感光度層(2a)的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟；和給包覆層(2)的較高感光度層(2a)添加的鍺量是4％的重量百分比或更多。
12.由石英玻璃制成的根據(jù)權(quán)利要求1的光纖，其中給核心(1)的較低感光度層(1a)添加的鍺量是1％的重量百分比或更少；給核心(1)的較高感光度層(1b)添加的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟；給包覆層(2)的較高感光度層(2a)添加的主要摻雜質(zhì)是鍺和氟；給包覆層(2)的較高感光度層(2a)添加的鍺量是5％的重量百分比；和給包覆層(2)的較低感光度層(2b)添加的主要摻雜質(zhì)是氟。
13.一種傾斜光纖光柵，其中使用根據(jù)權(quán)利要求1的光纖；和按照反射抑制角的傾斜角是在±0.3°的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的一種傾斜光纖光柵，其中任意損耗譜能夠通過沿此光纖縱向改變光柵周期和折射率變化的幅度來獲得。
15.一種帶阻光學(xué)濾波器，包括一種根據(jù)權(quán)利要求13的傾斜光纖光柵；和一種單模式光纖，其中該傾斜光纖光柵包含根據(jù)權(quán)利要求1的模場直徑為8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ為0.40％到0.55％的光纖；一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接；和所述用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w被連接到該傾斜光纖光柵的兩端。
16.一種帶阻光學(xué)濾波器，包括一種根據(jù)權(quán)利要求13的傾斜光纖光柵；和一種單模式光纖，其中該傾斜光纖光柵包含根據(jù)權(quán)利要求1的8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ為0.50％到0.55％的光纖；一個或多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接；和色散偏移光學(xué)濾波器被連接到該傾斜光纖光柵的兩端。
17.一種光學(xué)放大器的增益平衡光學(xué)濾波器，它有多個根據(jù)權(quán)利要求13的串聯(lián)連接的傾斜光纖光柵，包括一種根據(jù)權(quán)利要求7的傾斜光纖光柵用于平衡1530nm頻帶附近的增益峰；和一種根據(jù)權(quán)利要求8的傾斜光纖光柵用于平衡1555nm頻帶附近的增益峰。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求17的增益平衡光學(xué)濾波器，包括一種根據(jù)權(quán)利要求13的傾斜光纖光柵；和一種單模式光纖，其中該傾斜光纖光柵包含根據(jù)權(quán)利要求1的8.0μm到10.0μm和相對折射率差Δ為0.40％到0.55％的光纖；多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接；和所述用于1.3μm傳輸?shù)膯文Ｊ焦饫w被連接到該傾斜光纖光柵的兩端。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求17的增益平衡光學(xué)濾波器，包括一種根據(jù)權(quán)利要求13的傾斜光纖光柵；和一種單模式光纖，其中該傾斜光纖光柵包含根據(jù)權(quán)利要求1的8.0μm到9.0μm和相對折射率差Δ為0.50％到0.55％的光纖；多個傾斜光纖光柵串聯(lián)連接；和色散偏移光纖連接到該傾斜光纖光柵的兩端。
20.一種光學(xué)放大器模塊，該光學(xué)放大器模塊包含根據(jù)權(quán)利要求17的增益平衡光學(xué)濾波器。
全文摘要
配置在核心(1)中央部分的內(nèi)核心(1a)的感光度是低的。配置在接近于包覆層(2)的外核心(1b)的感光度是高的。在包覆層(2)中，接近于核心(1)的內(nèi)包覆層(2a)的感光度是高的和處于內(nèi)包覆層(2a)外面的外包覆層(2b)的感光度是低的。使用有這樣感光度的光纖的多個傾斜光纖光柵有不同的光學(xué)特性，以便構(gòu)成增益平衡光學(xué)濾波器。由此，能夠提供一種含有傾斜光纖光柵的光學(xué)濾波器，它能在窄的帶寬內(nèi)保持濾波特性并增大損耗面積。
文檔編號G02B6/34GK1437036SQ0310422
公開日2003年8月20日 申請日期2003年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者須藤正明, 丹羽敦彥, 奧出聰 申請人:株式會社藤倉