專利名稱：用于在光纖中產(chǎn)生局域化的折射率調(diào)制的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體地涉及光纖裝置和方法，具體地涉及用于在光纖中產(chǎn) 生局域化的折射率調(diào)制的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
諸如長(zhǎng)周期光柵(LPG )之類的某些光學(xué)裝置是通過在光波導(dǎo)段 的折射率分布中產(chǎn)生一 系列調(diào)制來制成的。LPG已經(jīng)使用很多不同技 術(shù)來制造，所述技術(shù)包括下列技術(shù)暴露于紫外(UV)光下；使用 C02激光加熱；毫微微秒激光加熱；以及在熔接機(jī)中的電弧放電 (arcing)。圖1示出系統(tǒng)20的示圖，在該系統(tǒng)20中使用C02激光 22將光柵結(jié)構(gòu)"寫，，入到光纖24中。該光纖被裝入平移器(translator) 組件26，該平移器組件26使光纖24在具有某種調(diào)制的C02激光束 28中移動(dòng)。除了光纖平移器組件以外，當(dāng)前使用的技術(shù)通常還需要昂貴的設(shè) 備。這些技術(shù)也受到其它一些缺點(diǎn)的制約。例如，使用UV光的技術(shù) 可能導(dǎo)致載氫。C02激光和熔接機(jī)(fusion splicer)通常會(huì)將不均勻 的熱傳遞到光纖，導(dǎo)致非旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的調(diào)制，因此潛在地將不需要的偏 振相關(guān)性引入到所制造的裝置。而且，當(dāng)使用激光時(shí)也有安全問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)的這些和其它問題，本發(fā)明的一個(gè)方 面提供一種用于在光纖中產(chǎn)生局域化的折射率調(diào)制(localized refractive index modulation )的方法。光纖段^皮裝入到包括具有局域 化的加熱區(qū)的電阻加熱單元的熱處理臺(tái)(station)中。該光纖段的選擇部分置于加熱區(qū)，并且使用電阻加熱單元在位于局域化的加熱區(qū)內(nèi) 的光纖中產(chǎn)生局部折射率變化。沿著光纖段的長(zhǎng)度重復(fù)局域化的調(diào) 制，從而寫入光纖光柵。本發(fā)明的另一方面提供一種用于執(zhí)行所述技 術(shù)的電阻加熱系統(tǒng)。
通過參考下面的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將顯 而易見。


圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于將長(zhǎng)周期光柵等寫入到光纖段中 的系統(tǒng)的透視圖。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的使用電阻加熱器將長(zhǎng)周期光 柵等寫入到光纖段中的系統(tǒng)的示圖。
圖3示出其中加熱元件使用由坎薩爾斯鐵鉻鋁系高電阻合金 (Kanthal)或類似材料形成的板來實(shí)現(xiàn)的電阻加熱器的示圖。
圖4示出其中加熱元件使用由鉑或類似材料形成的線(wire)來 實(shí)現(xiàn)的電阻加熱器的示圖。
圖5示出適用于圖2中所示的系統(tǒng)中的電阻加熱器組件的平面圖。
圖6-8是示出適合使用圖2中所示的系統(tǒng)來執(zhí)行的拉力(tension ) 技術(shù)的一系列示圖，該拉力技術(shù)用于將長(zhǎng)周期光柵等寫入到光纖段 中。
圖9示出圖6-8中所示的技術(shù)的流程圖。
圖10示出適合用于在光纖段中形成長(zhǎng)周期光柵等的無拉力技術(shù) 中的光纖的橫截面圖，該橫截面圖未按比例繪制。
圖11A和11B示出用于圖10中所示的光纖的牽拉誘導(dǎo)的 (draw-induced)折射率分布和+>弛的(relaxed)折射率分布。
圖12-14是示出適合使用圖2中所示的系統(tǒng)執(zhí)行的無拉力技術(shù)的 一系列示圖，該無拉力技術(shù)用于將長(zhǎng)周期光柵等寫入到光纖段中。
圖15示出圖12-14中所示的技術(shù)的流程圖。圖16示出解釋當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的描述的方面將基本模式投入到被 寫入到光纖段中的長(zhǎng)周期光柵中時(shí)插入損耗的量的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
制的系統(tǒng)和技術(shù)。在本文中針對(duì)長(zhǎng)周期光柵(LPG)的制造來描述這 些系統(tǒng)和技術(shù)。但是，應(yīng)該明白，本文描述的系統(tǒng)和技術(shù)可以用于制 造其它類型的光學(xué)裝置。
LPG通常包括沿其長(zhǎng)度折射率分布具有周期性調(diào)制的光纖段。 該調(diào)制允許第 一傳播模式的光被耦合進(jìn)其它模式。該調(diào)制周期通常在 100nm到1000nm的范圍內(nèi)。這種類型的耦合有很多應(yīng)用。 一個(gè)例子 是作為濾波器，例如用于增益平坦(gain flatting )的濾波器，在該濾 波器中，導(dǎo)模被耦合進(jìn)漏模中。另一個(gè)例子是作為模式轉(zhuǎn)換器，在該 模式轉(zhuǎn)換器中， 一個(gè)導(dǎo)模被耦合進(jìn)具有更理想的傳播特性(例如，相 對(duì)于色散而言)的另一個(gè)導(dǎo)模中。
LPG的機(jī)能可以用數(shù)學(xué)表達(dá)。例如，考慮這樣一種情況光纖 只引導(dǎo)本文稱為"基本模式"的一種模式和稱為"包層模式"的其它更 高級(jí)的漏模。在這種情況下，將功率P(n(O)從基本模式投入到第n級(jí)
包層模式的耦合可以表達(dá)為如下_
"/t 、2
(1),
,,(丄)—sin2k
尸01(0) l + (級(jí)》2
其中，L是光柵長(zhǎng)度，P:(L)是包層模中的功率，kg是光柵耦合常量。 失調(diào)參數(shù)3表征所討論的兩種模式的傳播常量(5(H和(5e,n之間的失配
5二0.5"A,—/^_2*兀/八} (2)， 其中，A是光柵周期。
很多不同的機(jī)制已經(jīng)被認(rèn)可用來調(diào)制光纖的折射率分布，包括 物理變細(xì)、微變形和光纖的牽拉誘導(dǎo)的應(yīng)力的松弛。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，電阻加熱器用來將LPG或類似裝置寫 入到光纖段中。電阻加熱器比上述的其它技術(shù)更便宜、更安全。而且， 所描述的技術(shù)允許制造具有最佳光柵強(qiáng)度的LPG。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的 一般系統(tǒng)40的示圖。光纖42被裝入到包 括第一平移器44和第二平移器46的精密光纖平移組件中。平移器44 和46中的每一個(gè)都具有各自的夾具48和50或者其它合適的裝置， 用于將光纖42保持在合適的位置上。這兩個(gè)平移器44和46 —致移 動(dòng)，并且由合適的控制器52控制，該控制器52允許光纖42沿其縱 軸精確地移動(dòng)?？刂破?2可以被編程用來控制平移運(yùn)動(dòng)的距離和速 度，還可以被編程用來引入精確定時(shí)的暫停，其中，光纖在預(yù)定量的 時(shí)間內(nèi)保持靜止。
系統(tǒng)40還包括電阻加熱組件54,該電阻加熱組件54包括底座 56，其中， 一對(duì)電極塊58和60安裝在該底座56上。電阻加熱元件 62安裝在電極塊58和60之間。電阻加熱元件62包括光纖42從其中 穿過的孔。將合適的電流源64連接到電極塊58和60,并且使被控制 的量的電流流過電阻加熱元件54。如下所述，電阻加熱元件54產(chǎn)生 高度局域化的加熱區(qū)，以便對(duì)光纖的折射率分布產(chǎn)生精確的、局域化 的調(diào)制。
如下面所討論的，可以將預(yù)定量的附加拉力施加到光纖42上。 該附加拉力由砝碼(weight) 66表示，但是其它適合的部件或子組件 可以用來將拉力施加到光纖42。如下面所進(jìn)行討論的，根據(jù)本發(fā)明的 另一個(gè)方面，沒有在光纖42上施加附加拉力，在這種情況下，省略 砝碼66或其它拉力調(diào)整組件。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個(gè)方面，電阻加熱元件62是使用由坎薩爾斯 鐵鉻鋁系高電阻合金或其它合適的材料例如鎢、石墨、銥等制成的板 來實(shí)現(xiàn)的?？菜_爾斯鐵鉻鋁系高電阻合金是鐵、鉻、鋁和鈷的合金， 已知該合金能夠耐高溫且具有高電阻。因此，它經(jīng)常用于加熱元件， 特別是在要求溫度高于鎳鉻合金或其它的這種材料的熔點(diǎn)的應(yīng)用中。 或者，電阻加熱元件62可以使用由柏或其它類似材料制成的線來實(shí) 現(xiàn)的。
圖3示出由坎薩爾斯鐵鉻鋁系高電阻合金板或類似材料的板制 成的加熱元件620的等距圖。圖4示出由用鉑或類似材料制成的線制成的加熱元件620，的等距圖。在圖3中，在板620上形成被精確定尺 的孔622。在圖4中，在線620，上形成被精確地定尺(dimensioned) 的孔622，?？梢允褂眉す饣蚱渌线m的設(shè)備形成孔622和622，?？?622和622，的大小被z沒計(jì)為緊密地接收光纖42,并且將孔622和622， 的大小形成為所需的尺寸，使得當(dāng)加熱元件620和620，被加熱到它們 各自的工作溫度時(shí)，形成局域化的加熱區(qū)，該加熱區(qū)被形成為這樣的 形狀，以在光纖42的折射率分布上產(chǎn)生理想的局域化的變化。減小 光纖42的直徑使加熱元件620和620，的幾何形狀最小，從而產(chǎn)生更 加局域化的加熱區(qū)域。
在圖3和圖4中所示的加熱元件的幾何形狀可以用來產(chǎn)生充分局 域化的加熱區(qū)，從而以形成光纖光柵所需的小周期調(diào)制已處理的光纖 42的折射率分布。如上所述，典型的周期范圍為100nm到lOOOfim。
理想情況下，為了避免引入偏振相關(guān)性，加熱分布應(yīng)當(dāng)無旋轉(zhuǎn)變 化。使用在圖3和圖4中所示的加熱元件的幾何形狀，通常不可能產(chǎn) 生完全旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的加熱分布。但是，得到了優(yōu)于通常使用C02激光技 術(shù)實(shí)現(xiàn)的那些結(jié)果的結(jié)果，在C02激光技術(shù)中，只從一側(cè)加熱光纖。
圖5示出圖2中所示的加熱組件54的特寫鏡頭圖。該加熱組件 包括電極塊58和60安裝在其上的底座56。電阻加熱元件62安裝在 電極塊58和60之間。在圖5的組件54中，電阻加熱元件62由用鉑 或類似材料制成的線(例如，圖4中所示的線620，)提供。線加熱元 件62包括孔68，該孔被形成為緊密地接收從其穿過的光纖42所需的 尺寸。底座56還包括孔70,該孔70與孔68成一條直線，以便允許 光纖42以直線從孔68和70中穿過。電極塊58和60包括分別用于 連接導(dǎo)體76和78的連接器72和74，導(dǎo)體76和78連接到電流源， 例如圖2中所示的電流源64。
現(xiàn)在描述用圖2中所示的系統(tǒng)40制造長(zhǎng)周期光柵(LPG)等的 兩種技術(shù)"拉力"技術(shù)，其中，當(dāng)光纖被所描述的電阻加熱元件加熱 時(shí)，向光纖施加被控制的拉力；以及"無拉力"技術(shù)，其中，當(dāng)光纖被 電阻加熱元件加熱時(shí)，沒有向光纖施加拉力。依次描述每種技術(shù)。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于在光纖段形成光柵的技術(shù)，根據(jù)
這種技術(shù)，對(duì)光纖的受熱軟化(heat-softened)的部分施加被控制的 拉力以使其拉伸，從而產(chǎn)生具有被修改的模場(chǎng)直徑的物理上朝下變細(xì) 的(down-tapered)部分。根據(jù)特定的光纖設(shè)計(jì)，朝下變細(xì) (down-tapering)可以使模場(chǎng)直徑增大或減小。重復(fù)朝下變細(xì)，以便 沿光纖段長(zhǎng)度對(duì)光纖的折射率分布產(chǎn)生理想的調(diào)制。
圖6示出光纖段100的橫截面。光纖段100包括用于傳播光信號(hào) 的中心模場(chǎng)102，該中心模場(chǎng)102沿光纖段的長(zhǎng)度延伸。如上所述， 光纖段100穿過加熱系統(tǒng)(例如圖2中所示的系統(tǒng))的電阻加熱元件 106中的孔104。該電阻加熱元件產(chǎn)生被控制的高度局域化的加熱區(qū) 108,該加熱區(qū)108具有足夠高的溫度(通常為大約1000。C或更高)， 以便使在加熱區(qū)108內(nèi)的光纖經(jīng)過一定量的時(shí)間后軟化。
向光纖施加預(yù)定量的拉力T。選擇拉力的量，使得所施加的拉力 足夠?qū)е鹿饫w段的加熱部分的合適的拉伸和朝下變細(xì)，所述加熱部分 在局域化的加熱區(qū)內(nèi)被加熱一定量的時(shí)間。對(duì)選擇拉力的量的另 一個(gè) 考慮是為了避免光纖斷裂。
圖7示出在預(yù)定量的熱和拉力施加到局域化區(qū)域后光纖段100 的示圖，該示圖未按比例繪制。如圖7所示，現(xiàn)在該光纖段包括物理 上朝下變細(xì)的區(qū)域110，其具有按比例地朝下變細(xì)的模場(chǎng)112。朝下 變細(xì)的量可以通過調(diào)整下列參數(shù)中的一些或全部來調(diào)整加熱區(qū)的形 狀和大小、加熱區(qū)的溫度、在加熱區(qū)內(nèi)的時(shí)長(zhǎng)、光纖的構(gòu)成和直徑、 以及所施加的拉力的量。
然后，對(duì)應(yīng)于理想的光柵周期，使光纖100向前移動(dòng)短的距離。 光纖移動(dòng)得足夠快，從而只以所選擇的間隔出現(xiàn)朝下變細(xì)。重復(fù)這一 過程，直到實(shí)現(xiàn)理想的調(diào)制圖形為止。圖8示出根據(jù)所描述的拉力技 術(shù)制成的代表性的長(zhǎng)周期光纖光柵120的示圖，該示圖未按比例繪制。 光柵120包括多個(gè)均勻地間隔開的朝下變細(xì)的區(qū)域122。相鄰的朝下變細(xì)的區(qū)域之間的距離對(duì)應(yīng)于光柵周期。
圖9示出本發(fā)明的一個(gè)方面的拉力方法150的流程圖，該方法使 用電阻加熱器制造長(zhǎng)周期光纖光柵。在步驟152中，提供光纖段。在 步驟154中，光纖穿過在電阻加熱器的電阻加熱元件中的孔。在步驟 156中，向光纖段施加被控制的拉力。在步驟158中，光纖段的局域 化部分暴露在足夠的溫度下足夠量的時(shí)間，以便使局域化部分軟化。 在步驟160中，作為所施加的拉力的結(jié)果，軟化的光纖部分允許拉伸 和朝下變細(xì)。在步驟162中，光纖段以對(duì)應(yīng)于理想的光纖光柵周期的 距離向前移動(dòng)通過電阻加熱元件。重復(fù)步驟158、 160和162，直到實(shí) 現(xiàn)理想數(shù)目的周期性調(diào)制為止。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，通過將應(yīng)力引入到加熱區(qū)中，所施加 的拉力用來導(dǎo)致在光纖折射率分布中發(fā)生局域化的改變。所引入的應(yīng) 力與下述的牽拉誘導(dǎo)的應(yīng)力相似。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面，電阻加熱元件用來使光纖段的局域化區(qū) 域軟化。然后，向光纖施加被控制的拉力，以在加熱區(qū)中形成應(yīng)力。 但是，在這種情況中，所施加的熱和拉力的總量不足以使加熱區(qū)物理 上朝下變細(xì)。然后，應(yīng)力區(qū)域移出局域化的加熱區(qū)，那么所誘導(dǎo)的應(yīng) 力被"凍結(jié)，，到應(yīng)力區(qū)域中。對(duì)于本發(fā)明的這一特定方面，可以定制設(shè) 計(jì)合適的光纖。
無拉力技術(shù)
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，在沒有施加拉力的情況下，通過使用 來自電阻加熱元件的局域化熱，在光纖段中形成理想的調(diào)制圖形。通 過借助于對(duì)光纖橫截面A的下述積分考慮耦合強(qiáng)度kg怎樣與折射率 變化相關(guān)，可以更好地理解這種無拉力技術(shù)
<formula>formula see original document page 10</formula>其中，E(n和E^是所涉及的電模場(chǎng)，An(r)是關(guān)于半徑r的折射率調(diào) 制。因此，為了最佳的耦合強(qiáng)度kg,調(diào)整光纖的折射率分布。
通過制造具有多個(gè)同心區(qū)域的實(shí)心預(yù)制件來形成光纖，作為化學(xué)摻雜劑的后果，所述多個(gè)同心區(qū)域具有不同的折射率和黏度。在牽拉 過程期間，由于黏彈性應(yīng)變、祐度變化和其它因素引起的一定量的應(yīng) 力被引入到光纖中，并且在光纖冷卻時(shí)凍結(jié)到其中。
牽拉誘導(dǎo)的應(yīng)變和應(yīng)力傾向于減少光纖區(qū)域的密度，因此降低其
折射率。隨后，將光纖的一部分加熱到它的軟化點(diǎn)(通常在1000°C
的范圍)使凍結(jié)在其中的應(yīng)變狀態(tài)松弛，從而反轉(zhuǎn)由凍結(jié)在其中的應(yīng)
變所導(dǎo)致的折射率變化。因此，光纖通常將具有"牽拉誘導(dǎo)的，，折射率
分布，該折射率分布不同于其"松弛的"折射率分布。
通過選擇摻雜劑的水平和成分，可以設(shè)計(jì)一種具有理想的"牽拉
誘導(dǎo)的，，折射率分布和理想的"松弛的"折射率分布的光纖，其中，這 兩種折射率分布具有適合在光纖中形成光柵的耦合特性。此外，可以
通過在牽拉過程期間調(diào)整施加到光纖上的拉力量來調(diào)節(jié)拉制光纖的
An(r)。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的此方面的電阻加熱元件，可以在光纖中形 成局域化的松弛，從而導(dǎo)致從其牽拉誘導(dǎo)的折射率分布到其松弛的折 射率分布的局域化的變化。
圖10示出具有適合于形成光柵的牽拉誘導(dǎo)的折射率和松弛的折 射率的示例性光纖200的橫截面圖，該橫截面圖未按比例繪制。光纖 200包括芯區(qū)域202和較高黏度的包層區(qū)域204。
圖11A示出光纖200的"牽拉誘導(dǎo)的"折射率分布220。芯區(qū)域 202的折射率由中心峰222表示。包層區(qū)域204的折射率由在中心峰 222的左右兩邊的"肩部"224表示。牽拉誘導(dǎo)的芯折射率和包層折射 率之間的差A(yù)n(r)可以通過在光纖拉制期間調(diào)整所施加的拉力的量來 調(diào)節(jié)。圖11B示出對(duì)應(yīng)于在松弛狀態(tài)中的光纖芯的折射率222，和包層 的折射率224，的折射率分布220，。
已經(jīng)對(duì)示例性光纖200進(jìn)行摻雜，因此包層區(qū)域204比芯區(qū)域 202具有明顯高的勦度。因此，牽拉誘導(dǎo)的效應(yīng)大部分集中在包層區(qū) 域204中。因此，從折射率分布220和220，可以看出，爭(zhēng)>弛的芯折射 率222，基本上等于牽拉誘導(dǎo)的芯折射率222。但是，松弛的包層折射率224，明顯高于牽拉誘導(dǎo)的包層折射率224。因此，An2明顯低于An,。 可以看出在示例性光纖200中牽拉誘導(dǎo)的效應(yīng)的松弛使得在光纖模場(chǎng) 中產(chǎn)生顯著的變化。
圖12-14是示出無拉力技術(shù)的一系列示圖，該無拉力技術(shù)使用電 阻加熱器在光纖段中形成長(zhǎng)周期光纖光柵等。圖12示出具有應(yīng)變折 射率302的光纖段300的橫截面，該應(yīng)變折射率302形成相對(duì)較窄的 才莫場(chǎng)304。光纖段300穿過電阻加熱元件308中的孔306。該電阻加 熱元件產(chǎn)生被控制的高度局域化的加熱區(qū)310，該加熱區(qū)310具有足 夠高的溫度，通常是大約1000。C或更高，從而使加熱區(qū)310內(nèi)的光纖 經(jīng)過一定量的時(shí)間后軟化。
圖13示出在使用電阻加熱元件308施加熱后光纖300的橫截面 圖，該橫截面圖未按比例繪制。光纖的未被加熱的部分保持牽拉誘導(dǎo) 的折射率分布302。現(xiàn)在，光纖的被加熱的部分具有松弛的折射率分 布302，。如圖13所示，現(xiàn)在，光纖模場(chǎng)302包括擴(kuò)展區(qū)(expanded region) 314，該擴(kuò)展區(qū)對(duì)應(yīng)于光纖的折射率分布302，的局部術(shù)〉弛。
圖14示出使用所描述的無拉力方法形成的光纖光柵350的橫截 面圖，該橫截面圖未按比例繪制。光纖光柵350具有相對(duì)較窄的模場(chǎng) 352，該模場(chǎng)352具有由凍結(jié)在其中的黏彈性應(yīng)變狀態(tài)的松弛所產(chǎn)生 的一系列的擴(kuò)展區(qū)354。擴(kuò)展區(qū)354之間的距離對(duì)應(yīng)于光柵周期。
圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的用于制造長(zhǎng)周期光纖光柵的 無拉力方法400的流程圖。在步驟402中，提供具有理想的應(yīng)力/應(yīng)變 的松弛的折射率分布的光纖段。在步驟404中，該光纖段穿過合適的 電阻加熱器的電阻加熱元件中的孔。在步驟406中，將光纖段的局部 在足夠的溫度下暴露足夠量的時(shí)間，以便使凍結(jié)在其中的黏彈性應(yīng)變 狀態(tài)松弛，從而在光纖的光學(xué)性質(zhì)中產(chǎn)生理想的局部變化。在步驟408 中，使光纖段以對(duì)應(yīng)于理想的光纖光柵周期的距離向前移動(dòng)通過電阻 加熱元件。光纖段移動(dòng)得足夠快，以便防止來自加熱元件的熱影響光 纖的已處理的部分之間的光纖部分。如上所述，通過使用精密光纖平 移組件可以適當(dāng)?shù)貓?zhí)行步驟408。重復(fù)步驟406和408，直到實(shí)現(xiàn)理想數(shù)目的周期性調(diào)制為止。
圖16示出解釋當(dāng)將基本模式投入到被寫入到光纖段中的LPG中 時(shí)插入損耗(IL)的量的曲線圖450。所使用的光纖是直徑為125nm 的OFS真波低斜率(True Wave Reduced Slope ) ( TW-RS )光纖。 光柵周期是665pm。使用圖2中所示的加熱系統(tǒng)來形成光柵，該加熱 系統(tǒng)采用如圖4中所示的鉑線。對(duì)光纖不施加拉力。因此，不需要砝 碼66。鉑線具有500nm的直徑，并且具有190fim直徑的孔。鉑線為 約15mm長(zhǎng)，并且置于如圖2中所示的兩個(gè)電極之間。加熱電流是18.8 安倍。在光纖以100mm/sec的速度移動(dòng)到下一周期前，光纖在加熱區(qū) 中凈皮加熱了 5秒鐘。
雖然前面的描述包括可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本發(fā)明的詳細(xì) 內(nèi)容，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，以上描述實(shí)際上是示例性的，對(duì)于受益于這 些教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對(duì)本發(fā)明的很多修改和改變是顯而易 見的。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅僅由所附的權(quán)利要求限定，并且這些權(quán)利 要求應(yīng)該被賦予現(xiàn)有技術(shù)所允許的最廣義的解釋。
權(quán)利要求
1.一種在光纖中產(chǎn)生局域化的折射率調(diào)制的方法，其特征在于(a)將光纖段裝入到加熱單元中，該加熱單元具有在局域化的加熱區(qū)內(nèi)的電阻加熱元件；(b)將所述光纖的選擇部分置于所述加熱區(qū)內(nèi)；以及(c)向所述光纖的所述選擇部分施加熱，以便在其中形成折射率調(diào)制。
2. 權(quán)利要求l所述的方法，還包括(d) 對(duì)所述光纖的連續(xù)的選擇部分重復(fù)步驟(b)和(c)，從而將光柵 寫入到所述光纖中。
3. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，步驟(a)還包括 向所述光纖施加被控制的拉力，從而形成局域化的折射率調(diào)制。
4. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，步驟(a)還包括 提供具有牽拉誘導(dǎo)的折射率分布和松弛的折射率分布的光纖段，從而在步驟(c)中對(duì)所述光纖段的所述選擇部分施加熱導(dǎo)致所述光纖段的折射率分布從所述牽拉誘導(dǎo)的折射率分布到所述松弛的折射率分布的局域化的變化。
5. 權(quán)利要求l所述的方法，其中，步驟(a)還包括 提供具有電阻加熱元件的加熱單元，其中，所述電阻加熱元件具有從其中通過的孔，所述孔被形成所需的尺寸，以緊密地接收所述光 纖。
6. 權(quán)利要求5所述的方法，其中，在步驟(a)中，所提供的加熱 元件是板。
7. 權(quán)利要求5所述的方法，其中，在步驟(a)中，所提供的加熱 元件是線。
8. —種用于對(duì)光纖折射率分布產(chǎn)生局域化的調(diào)制的系統(tǒng)，其特 征在于電阻加熱組件，該電阻加熱組件包括底座和安裝在該底座上的一對(duì)電極塊，所述電阻加熱組件還包括安裝在所述電極塊之間的電阻加 熱元件，所述電阻加熱元件具有從其中通過的孔，該孔用于緊密地接收光纖，所述電阻加熱元件從連接到所述電極塊的電流源接收電流； 以及光纖平移組件，該光纖平移組件包括一對(duì)平移器，用于保持穿過 所述電阻加熱元件中的所述孔的光纖段并使其向前移動(dòng)，所述平移器 的運(yùn)動(dòng)由控制器控制。
9. 權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述電阻加熱元件是板。
10. 權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述電阻加熱元件是線。
全文摘要
本發(fā)明提供用于在光纖中產(chǎn)生局域化的折射率調(diào)制的系統(tǒng)和方法。描述一種用于對(duì)光纖的折射率分布產(chǎn)生局域化的調(diào)整的技術(shù)。光纖段被裝入到具有電阻加熱元件的加熱單元中，其中，該電阻加熱元件具有局域化的加熱區(qū)。該光纖段的選擇部分被置于加熱區(qū)內(nèi)，加熱單元被用來對(duì)選擇的光纖部分產(chǎn)生折射率調(diào)制。沿光纖段的長(zhǎng)度重復(fù)局域化的調(diào)制，從而寫入光纖光柵。此外，還描述了一種用于執(zhí)行所描述的技術(shù)的電阻加熱系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G02B6/02GK101308226SQ200810099249
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月16日
發(fā)明者L·G·尼爾森, T·E·溫格 申請(qǐng)人:古河電子北美公司