光耦合器制造技术

本发明专利技术是具有新的几何形状和新的作用原理的光谱选择的光耦合器。依照本发明专利技术的光耦合器包括光纤（２０）和外部光导管（１１）。在光纤中提供一偏转器（２３），以操作用来将预定波长的光线偏转为所述光导管的限制的传播模式。将出射耦合的光线引导至远离光纤的出射耦合部分的区域。本发明专利技术可用于将光线从第一光纤耦合到第二光纤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光谱选择型式的光耦合器，其中，光线横向地耦合到光 波导管以及从该光波导管耦合，该光波导管例如是光纤。
技术介绍
光谱选择的光耦合器也称作信道分接或插入滤波器，用于从宽带光信号 中提取单波段信道，或者用于将单波段信道插入宽带光信号中。通常，光谱选择的光耦合器用在波分复用(WDM)光通信系统，以用于插入和分接单 波段信道。信道分接滤波器以前作为双波导管耦合器使用。在1992年1月的Joumal of Lightwave Technology, vol. 10， no. 1, 中的文章"Narrow-Band Optical Channel-Dropping Filter"叙述了 一种光信道分接滤波器，该滤波器包括第一 和第二波导管，第一波导管含有V4移位的分布式反馈(DFB)谐振器。通过 两波导管之间的倏逝耦合将在第二波导管中传播的光线耦合到第一波导管 上。只有一个波长的光线在第一波导管中是谐振的，并因而只有该波长的光 线有效地耦合到第一波导管上。通过使得V4移位的DFB谐振器为不对称的 (即，光栅比V4移位的一侧上的长)，光线可以在DFB谐振器之外耦合。然而，现有技术中的信道分接滤波器具有一些重要的缺陷和限制。滤波 器难以制造，这是由于波导管要求非常精确地放置，以便获得可靠的倏逝耦 合。而且，现有技术的滤波器难以控制和调谐。 一旦设备已经装配，则耦合 强度和耦合波长就在很大长度上固定。而且，各个滤波器需要具有一定的尺 寸，以便获得所需的识别力。特别地，在要单独地分接若干信道时(例如， 在构造多路信号分解器时)，该设备需要相当大的尺寸。而且，现有技术的 滤波器所具有的问题在于，其难以在纤维构造中实施，这是由于波导管间的 倏逝耦合需要非常准确。任一个波导管的任何微扰能够在性能上造成大的不 可控变化。WO02/06878披露了一种光谦选择耦合器，与早期的耦合器相比，其具 有新的几何形状和新的作用原理。其提出了通过炫耀的光学布拉格光栅形式 的偏转器将光线从光纤横向地向外耦合。光线从光纤横向地耦合到 Fabry-Perot型式的外部谐振器。在外部谐振器中谐振的光波长更加强烈地耦 合到光纤或者从光纤耦合。通过改变外部谐振器的性能，如反射面间的距离， 可以调谐要耦合的波长。尽管WO02/06878中披露的技术提供了对早期技术的一些重要改进，但 仍存在一些问题。该技术具有固有的几何形状问题，该问题在于外部谐振器 的反射镜之间的间隔必须是20pm或更低，以便容许方便地调谐。间隔越大， 所给的自由光谱区(FSR)越短，因此在谐振波长之间的间隔越小。将可以 理解，FSR具有一个下限，在该下限以下，将难以将波长信道分离。利用上 述的技术，在完成从一个光纤到另一个光纤的耦合时，将难以将两个光纤设 置于系统的外部谐振器内，这就需要充分大的FSR (即> 两个谐振器反射镜 之间的足够小的间隔)。这不仅是由于谐振器的反射面之间的有限空间，而 且还由于两光纤必须相对于谐振器的两反射面准确地置于该谐振器的内部。 而且，由于外部谐振器的谐振模式在空间上与各个光纤中的偏转器重叠，在 外部谐振器中的光线和仍旧封闭在光纤芯部的光线之间产生交互作用。这些 交互作用可能会扰乱封闭的光线，该封闭的光线在光纤的芯部内传播。
技术实现思路
因此，本专利技术的一般目的是提供一种上述技术的改进。特别地，本专利技术 的目的是致力于光线横向耦合到波导管和从该波导管横向耦合的几何形状 问题，以及外部谐振器中的光线和波导管中的光线之间的残余交互作用问 题。用于叙述光线耦合到光波导管和从光波导管(诸如用在这里的光纤)耦 合的术语"4黄向"意味着光线相对于纤维轴沿着非轴向方向耦合，通常通过 光纤覆层。为了完成光线的横向耦合，通常在光波导管中需要几种偏转器， 以用于将光线的传播方向改变为横向(即非轴向)传播方向。 通过如附属权利要求所限定的光耦合器来获得这种改进。 本专利技术基于这种认识，即，如果从光纤向外耦合的光线从光纤的偏转部 分被引导离开，出射耦合的光线的管理和操纵将变得容易。换句话说，在向外耦合的光线输送或引导离开光纤的偏转部分时，将向外耦合的光线和残留 在光纤中的光线之间的交互作用消除或者至少充分地降低。因此，易于对出 射耦合的光线进行更加通用的操纵，而残留在光纤芯部内的光线实质上未受 扰动。本专利技术提供一种光谱选择的光耦合器，其包括具有芯部和覆层的第 一光 纤。在所述光纤中，提供一种偏转器，以用于偏转在所述光纤芯部传播的至 少一些光线。设置偏转器，从而使得以避免光纤覆层和所述覆层周围的外部地向外偏转。此外，外部光导管设置在所述外部介质中，该外部光导管由至 少第一和第二反射面限定。光纤设置在光导管的所述第一和所述第二反射面 之间。特别地，偏转器设置成使得所述光纤中传播的光线偏转为外部光导管 中的限制传播模式。进入限制的传播模式的光线的波长将与外部光导管的一 种或多种容许模式相应，例如，由所述偏转器之间的距离所确定的模式。在 这个上下文中，外部光导管的限制的传播模式与光线相应，该光线不只是在 诸如传统的标准中的相同的两个表面部分之间反射，而是还在空间中连续地 输送。光线将以不同的角度从光纤偏转到周围的介质，该角度尤其通过与光栅 周期相关的光线的波长和与光纤中的传播轴相关的布拉格光栅的倾斜度来 确定，如现有技术中所已知的。因此，不同的波长将通常沿着稍微不同的方 向偏转。能够设置光线的出射耦合角度，从而使得光线的传播矢量与外部光 导管内部的光纤平行。通过调节外部光导管的反射镜之间的间隔，光导管的自由光谱区FSR可以变化。FSR确定了光导管中的传播模式的波长之间的 间隔。通过使得光导管的FSR充分大，例如，通过使得反射镜间的间隔小， 对于相应的偏转角，只有其中一个出射耦合波长将能够在光导管内部传播， 其传播矢量分量平行于光纤轴(即，在限制的传播模式中)。将该波长称作 光导管的谐振波长。为了便于调节反射镜间的间隔，可将滤波器覆层周围的外部介质分成接 近和围绕光纤的指数匹配的介质，以及紧跟在其中 一个反射镜之后的间隙。 在这个上下文中，指数匹配介质的表面优选地基本上与光纤芯部平行。.应该指出，由外部光导管输送的光线将在这个光导管的反射镜之间进行 大量的反射。因此，限定外部光导管的反射镜的反射率应该非常高，优选高于99%。因此，优选的是，外部光导管使用介质镜。而且，由于光线在光纤 的偏转部分将沿着横向经过光纤芯部和覆层，优选的是，在覆层和芯部之间的折射指数的过渡应该是平稳的(即，不是步进的)，由此在光线经过芯部 和覆层之间时，降低了光线的散射。优选地，使用炫耀的布拉格光栅将光线从光纤芯部向外偏转(以及偏转 到该光纤芯部)。更加优选的是，使用切趾炫耀布拉格光栅。切趾光栅可有 利地具有带通滤波器的性能。向理想的带通滤波器的空域的转换导致产生 sinc似的函数。正常地，只是使用sinc似的函数的优化部分，这是由于经常 需要尽可能短的保持偏转光栅的长度。这可通过破坏两个第一旁瓣之后的 sinc似的函数来实现，因此，在主瓣的每一侧上只有一个旁瓣。最后，切趾 布拉格光栅的使用极好地抑制了宽的波长范围的变形(distortion )。优选地，外部光导管的反射镜之间的间隔是可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱选择的光耦合器，包括：第一光纤，其具有用来沿着预定路径引导光线的光引导芯部和围绕所述芯部的覆层；偏转器，其设在所述光纤中，操作用来通过覆层从光纤向外横向地偏转在光纤中传播的任何光线的至少一部分；外部光导管，其 由至少第一和第二反射面限定，其中，光纤定位在所述第一和第二反射面之间；偏转器，其相对于外部光导管设置，以便将来自所述光纤的光线偏转为外部光导管的受限传播模式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：本特萨尔格伦，拉乌尔斯塔布，米基尔伯格曼，斯坦赫尔姆弗里德，约翰佩内福斯，本特约翰森，
申请(专利权)人：普罗克斯米奥恩纤维系统公司，
类型：发明
国别省市：SE[]