光衰减器制造技术

提供一种即使在输入的两种不同种类光信号的波长差小时提供几乎同一程度衰减的光衰减器。另外，可以利用掺杂剂浓度在技术上可实现的区域内通过增加输入的两种不同种类光信号的光衰减差来实现光衰减器。首先，即使波长的差值小，通过相比于纤芯的外围部分６ｂ增加光纤５在纤芯６内的轴芯６ａ周围的折射率以增加模式场的波长依赖性，来消除掺杂剂衰减的波长依赖性，并通过考虑要掺杂的掺杂剂组分的类型和区域以及包层和轴芯间的折射率差Δ２与包层的折射率和其它部分的折射率的差Δ１之比，即Δ１／Δ２，几乎可以得到相同程度的衰减。其次，在将掺杂剂的浓度抑制到可实现的范围的同时，增加衰减差。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光衰减器，更准确地说，涉及一种应用在光通讯、光测量、CATV系统等领域的一定程度地衰减光信号的光衰减器。
技术介绍
迄今，人们已经广泛地知道一种包括含有一定光衰减掺杂剂组分的光纤的光衰减器。但是，由于包含在该光衰减器内的掺杂剂组分具有衰减值根据光信号的波长而变化的传输光衰减特性，即具有波长依赖性，所以已经知道一种光衰减器，为了在输入两种不同波长例如1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时得到几乎相等的衰减，其通过调整光纤的模式场(a mode field)直径和相对于模式场直径限制掺杂剂区域得到几乎相等的衰减，从而减小了波长依赖性(日本专利公开号平8-136736，平8-136737)。随着最近光通讯的发展，要求实现一种用来获得相同光衰减的(消除波长依赖性)的光衰减器，即使是在例如1300±50nm或1550±50 nm这样的窄的波长范围内，或者实现一种当输入两种不同波长1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时其光衰减的波长依赖性甚至按相反增加的光衰减器。但是，尽管因为其允许在输入两种分开的不同的波长1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时得到几乎相等的光衰减而使日本专利公开号平8-136736和平8-136737所披露的光衰减器是有效的，但它们还存在不可能仅通过限制掺杂剂区域或在波长差值小时调整模式场的直径来获得相等光衰减的问题(波长依赖性较大)。同时，在日本专利公开平8-136736中披露的光衰减器中，当输入短和长的两种不同波长的光信号时，理论上可以实现光衰减对波长依赖性的更大增加，它是通过在光信号的波长短时更多地包含衰减光信号的掺杂剂，使得从光纤的横截面上来看模式场时表现出在靠近轴芯的部分是高浓度的，或通过当光信号的波长较长时包含更多地衰减光信号的掺杂剂，使得从光纤的横截面上来看模式场时表现出在靠近外围部分是高浓度的方式实现的。通过反向组合模式场直径的波长特性和掺杂剂组分的波长特性，从理论上也可以实现日本专利公开平8-136737中公开的特性。但是，尽管通过提高掺杂剂的浓度和把掺杂剂区域限制在相对于模式场直径较窄的范围内可使短波长和长波长间的差值变大，但由于限制了可以包含在光纤中的掺杂剂组分的掺杂浓度而存在一难题，故当浓度过高时不能产生特性稳定的产品作为光纤且技术上不能产生掺杂剂区域非常窄的光纤。本专利技术是着眼于这些难题而设计的，且其目的是；首先，提供一种可以均衡具有非常接近的不同波长的光信号的光衰减的光衰减器；其次是提供一种光衰减器能够在某种状态下最大化具有不同波长的光信号的光衰减的差值，该状态下光纤的每一特性是稳定的且掺杂剂浓度和掺杂区域可以通过设置光衰减器来实现，该光衰减器的掺杂范围可以在抑制掺杂剂浓度相对低的时候获得。专利技术的公开为了达到上述目的，将本专利技术的光衰减器构造成在单模光纤的纤芯的中心部分的折射率和该纤芯的外围部分相比是增加的。在这种情况下，提高由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，是通过掺杂选自包含梯度折射率型(从外围部分到中心部分折射率连续增高)、抛物线线、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为纤芯折射率的分布。通过构造上述的光衰减器，可以拓宽掺杂剂区域的极限宽度以尽可能多地得到所需要的衰减特性且最大限度地抑制浓度的降低。本专利技术的光衰减器包含在单模光纤中波长较长时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的中心部分，以致纤芯的中心部分的折射率和纤芯的外围部分相比是增加的。在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为掺杂剂区域折射率的分布是增加的。通过构造上述的光衰减器，当输入两种具有不同短波且其差值小(1300nm±50nm)的波长的光信号时，可以得到相等的衰减。本专利技术的光衰减器包含在单模光纤中波长较短时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的外围部分以致于纤芯的不含有掺杂剂的中心部分的折射率和纤芯的外围相比是提高的。在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为不包含掺杂剂的纤芯的中心部分的折射率的分布是增加的。通过构造上述的光衰减器，当输入两种具有不同长波且其差值小(1550nm±50nm)的波长的光信号时，可以得到相等的衰减。本专利技术的光衰减器包含在单模光纤中波长较短时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的中心部分以致于不含有掺杂剂的纤芯中心部分的折射率的和纤芯的外围部分相比是提高的。在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性；通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为不包含掺杂剂的纤芯的中心部分的折射率的分布是增加的。通过构造上述的光衰减器，可以得到具有两种不同波长的光信号，其由波长的差值引起的传输光衰减的差值是最大的。本专利技术的光衰减器包含在单模光纤中波长较长时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的外围部分以致于采用梯度折射率型作为掺杂剂区域的折射率，以增加由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性。本专利技术的光衰减器构造成纤芯的中心部分的折射率，通过包含其传输光衰减特性依赖光纤中光信号波长的掺杂剂，同纤芯外围部分的折射率相比是增加的，以致单模光纤的掺杂剂区域的掺杂剂浓度，从实质上对光信号沿光纤横截面径向方向传输起作用的模式场看是不均匀分布的。在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为掺杂剂区域的折射率的分布是增加的。通过构造上述的光衰减器，即使在掺杂剂区域和掺杂剂浓度被压低，也可以得到要求的衰减特性。附图简述附图说明图1示出了本专利技术光衰减器的一个实施例的结构图，其中图的上半部分示出了该光衰减器的一个端面，而下半部分示出了从其侧面看的折射率分布。图2示出了将本专利技术的光衰减器设置在环圈(ferrule)的中心的使用状态图。图3a和图3b为表示波长和用各种掺杂剂作为变量的损耗之间的关系图。图4为表示本专利技术的光衰减器内光信号的能量(power)分布曲线。图5为表示折射率差之比Δ1/Δ2和在1.5μm和1.6μm处的损耗差之间关系的曲线图，其中Δ1是在纤芯的轴心周围的最大的折射率和本专利技术的光衰减器中包层部分周围的折射率差，而Δ2是纤芯外围周围的最大折射率和包层部分的折射率之差。图6是表示当将钴(Co)掺入到本专利技术的光衰减器的纤芯的中心部分时的关于波长的衰减曲线图。图7表示本专利技术光衰减器的另一实施例的结构，其中图的上半部分示出了该光衰减器的一个端面，而下半部分示出了从其侧面看的折射率分布。图8为表示当将钐(Sm)掺入整个纤芯和将钐(Sm)仅掺入轴芯的关于波长的衰减曲线图。图9为表示当将钴(Co)掺入整个纤芯和将钴(Co)仅掺入纤芯外围的关于波长的衰减曲线图。标号简述5、5′单模光纤6、6′纤芯6a、6a′ 纤芯的中心部分(中心纤芯)(靠近中心区域轴芯的部分)6b、6b′ 纤芯的外围(外纤芯)(靠近纤芯的外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光衰减器，其特征在于单模光纤的纤芯的中心部分的折射率同纤芯的外围部分的相比是增加的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边秀，松山荣治，成濑秋义，村上裕一，牟田健一，山本丰光，
申请(专利权)人：昭和电线电缆株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]