NO862833L - Optisk fiberanordning samt fremgangsmaate derved. - Google Patents
Optisk fiberanordning samt fremgangsmaate derved.Info
- Publication number
- NO862833L NO862833L NO862833A NO862833A NO862833L NO 862833 L NO862833 L NO 862833L NO 862833 A NO862833 A NO 862833A NO 862833 A NO862833 A NO 862833A NO 862833 L NO862833 L NO 862833L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- optical
- fiber
- light
- mode
- grating
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 107
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 53
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 16
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 14
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 36
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 19
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/14—Mode converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår generelt forplanting av optiske signaler ved optiske fibre og nærmere bestemt en anordning for reversering av retningen til forplantingen av de optiske signalene innenfor en optisk fiber.
Optiske fibre er i den senere tid blitt mer vanlig for transmisjon og behandling av optiske signaler. Flere anordninger har blitt foreslått for å koble lys mellom optiske fibre, for å modulere optiske signaler i optiske fibre, for å forsterke optiske signaler i optiske fibre o.l. En anordning for å modulere lysenergi er beskrevet i US patent nr. 4 268 116. Denne anordningen bruker en gitterreflektor for å reversere retningen av lysforplantningen gjennom en optisk fiber av enkelmodustypen. Det finnes imidlertid et behov for en intermodus-koblingsanordning i linjen som reverserer retningen på de optiske signalene i de optiske fibrene uten å skjøte den optiske fiberen.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er der sørget for en intermoduskoblingsanordning for kobling av et optisk signal som utbreder seg i en første modus til en optisk fiber av multimodustypen til en andre modus for fiberen. Det optiske signalet har en vakuumbølgelengde på Xq. Anordningen innbefatter en lengde med optisk multimodusfiber med en indre kjerne og en ytre optisk kappe. En del av den optiske kappen er fjernet for å danne en overflate på den optiske kappen. En periodisk gitterstruktur er anbragt på den således dannede overflate slik at gitterstrukturen er innenfor det flyktige feltet til det optiske signalet som forplanter seg i første modus. Gitterstrukturen har en periodisitet A i samsvar med følgende uttrykk:
I uttrykket er nmj den effektive brytningsindeksen til den optiske fiberen for lysforplantningen i den første modusen og nm2er den effektive brytningsindeksen til den optiske fiberen for lysforplantningen i den andre modusen.
Ved en foretrukket utførelsesform av intermoduskoblingsanordningen innbefatter gitterstrukturen spor dannet i den optiske kappen. Sporene har fortrinnsvis en bredde i forplantningsretningen til det optiske signalet som er i det vesentlige lik N2 (dvs. en halv-del av periodisiteten til gitterstrukturen). Tilliggende spor er også fortrinnsvis anbragt med avstand fra hverandre ved hjelp av forhøyninger som har en bredde i retningen av forplantningen til det optiske signalet som er i det vesentlige også lik A/2. Sporene er fortrinnsvis dannet i den optiske kappen ved å etse i den optiske kappen.
Ved den alternative foretrukne utførelsesform av intermoduskoblingsanordningen innbefatter gitterstrukturen et holografisk refleksjonsgitter som har flere parallelle forhøyninger anbragt på den optiske kappen. Hver av forhøyningene er fortrinnsvis periodisk anbragt med avstand fra de andre forhøyningene med avstanden A . En brytningsindekstilpassende olje er fortrinnsvis påført overflaten mellom overflaten og det holografisk reflekterende gitteret for å fylle luftgapene mellom gitteret og overflaten og maksimalisere graden av den flyktige feltgjennomtrengningen mot gitteret. Tilstrekkelig trykk er fortrinnsvis påført de holografisk reflekterende gitteret for å sikre kontakt mellom forhøyningene til det reflekterende gitteret og overflaten.
Foreliggende oppfinnelse innbefatter også en fremgangsmåte for å fremstille en anordning for å koble optisk energi mellom en første optisk forplantningsmodus og en andre optisk forplantningsmodus. Fremgangsmåten innbefatter danning av en overflate på den optiske kappen til en optisk fiber med en indre kjerne og en ytre optisk kappe ved å fjerne en del av den optiske kappen fra den optiske fiberen for å frilegge de flyktige feltet for et optisk signal som forplanter seg deri. Fremgangsmåten innbefatter videre anbringelse av en periodisk gitterstruktur på den optiske kappen ved overflaten. Den periodiske gitterstrukturen har en periodisitet på A hvor:
I ovenfor viste uttrykk er nmj den effektive brytningsindeksen til den optiske fiberen for optisk energi som forplanter seg i den første forplantningsmodusen, nm2er den effektive brytningsindeksen til den optiske fiberen for optisk energi som forplanter seg i den andre forplantningsmodusen og Xq er vakuumbølgelengden til det optiske signalet som skal bli koblet.
Anbringelsestrinnet ved fremgangsmåten innbefatter anbringelse av en holografisk gitterreflektor på overflaten. Den holografiske gitterreflektoren har en rekke med spor anbragt periodisk og som er anbragt i kontakt med nevnte overflate. Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis anbringelse av en brytningsindeks-tilpassende olje på overflaten før anbringelse av den holografiske gitter reflektoren på overflaten. Fremgangsmåten innbefatter trinnet med å påføre trykk på den holografiske gitterreflektoren for å sikre kontakt mellom forhøyningene til gitterreflektoren og overflaten.
Ved en alternativ utførelsesform av fremgangsmåten innbefatter anbringelsestrinnet etsing av overflaten for å danne rekker med spor på overflaten. Sporene er med avstand fra hverandre med en rekke forhøy-ninger. Sporene og forhøyningene har en periodisitet på A .
Oppfinnelsen skal i det påfølgende beskrives nærmere med henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser en optisk fiberkoblerhalvdel anvendt ved foreliggende
oppfinnelse.
Fig. 2 viser i delvis tverrsnittsriss en utførelsesform av anordningen hvor det er vist et metallisk reflektorgitter montert på fiberens overflate. Fig. 2a viser et planriss av gitterkobleren på fig. 2, hvor det er vist det perpendikulære forholdet mellom forhøyninger og spor til gitteret i forhold til den optiske fibers akse.
Fig. 3 viser et tverrsnittsriss av fiberen langs linjen 3-3 på fig. 1.
Fig. 4 viser et delvis tverrsnittsriss av koblerhalvdelen langs linjen 4-4 på fig. 1. Fig. 5a viser et tverrsnittsriss av et segment av den optiske fiberen hvor det er vist et lag med fotoresist påført fiberens overflate. Fig. 5b viser overflaten på fig. 5a etter at fotoresisten er holografisk
frilagt og etset for å frembringe spor på overflaten.
Fig. 5c viser tverrsnittet til anordningen konstruert i samsvar med fig. 5 og 5b og viser operasjon av anordningen for reflektering av et optisk signal. Fig. 6 viser et eksperimentalsystem for måling av refleksjonsprosentdelen og transmisjonsprosentdelen for de optiske signalene ved et optisk fiberreflekterende gitter. Fig. 7 viser en kurve over prosentdelen med refleksjon til et optisk signal som forplanter seg i transvers magnetisk (TM) polarisasjonsmodus i forhold til overflaten til det metalliske reflekterende gitteret ved bølgelengder rundt resonansbølgelengden til refleksjonsgitteret. Fig. 8 viser kurven av refleksjonsprosentdelen til et optisk signal som forplanter seg i transvers elektrisk (TE) polarisasjonsmodus i forhold til overflaten til det metalliske refleksjonsgitteret ved bølgelengder rundt resonansbølgelengden til refleksjonsgitteret. Fig. 9 viser en kurve av prosentdelen til transmisjonen for et optisk signal som forplanter seg i transvers magnetisk (TM) polarisasjonsmodus som en funksjon av bølgelenegden til det optiske signalet. Fig. 10 viser det metalliske refleksjonsgitteret anbragt ved en vinkel 0
i forhold til forplantningsaksen til den optiske fiberen.
Fig. 11 viser refleksjonsgraden til et optisk signal som funksjon av vinkelen 0 til refleksjonsgitteret i forhold til forplantningsaksen til den optiske fiberen. Fig. 1 viser en optisk fiberkoblingshalvdel 100 som er anvendt ved den foretrukne utførelsesformen til foreliggende oppfinnelse. Koblerhalvdelen 100 innbefatter en kvartsblokk 102 som har to endeflater 104 og 106 og en flat toppoverflate 110. En i det vesentlige rett sliss 112 er skåret eller etset på den flate toppove r flaten 110 mellom to endeflater 104 og 106 slik at dybden på slissen 112 i forhold til toppoverflaten 110 er større nær endeflatene 104 og 106 enn i midten av toppoverflaten 110 midt mellom de to endeflatene 104 og 106. Dybden på slissen 112 varierer fortrinnsvis gradvis slik at slissen 112 er bueformet mellom de to endeflatene 104 og 106, som vist i et delvis tverrsnittsriss på fig. 2.
En optisk fiber 120 er anbragt i slissen 112 med den optiske fibers 120 akse seg strekkende mellom to endeflater 104 og 106. Ved foreliggende oppfinnelse er den optiske fiberen 120 en multimodusfiber med i det minste to forplantningsmodier. Som vist nærmere på fig. 3 har den optiske fiberen 120 en indre kjerne 122 og en ytre optisk kappe 124. Den indre kjerne 122 har en høyere brytningsindeks enn den ytre optiske kappen 124 slik at lys som forplanter seg inn i den indre kjernen 122 til den optiske fiberen 122 blir ledet. Dybden på slissen 112 på fig. 1 og 2 er valgt slik at ved endeoverflaten 104 og 106 er dybden større enn diameteren på den ytre optiske kappen 124 til den optiske fiberen 120. Dybden på slissen 112 ved tilnærmet midtpunktet til slissen mellom endeflatene 104 og 106 er valgt slik at den er tilnærmet lik den indre diameteren til den optiske kappen 124 for den optiske fiberen 120. Når den optiske fiberen 120 således er anbragt i slissen 112 er periferien til den ytre optiske kappen 124 tilnærmet jevn med toppflaten 110 ved tilnærmet midtpunktet til slissen 112 mellom to endeflater 104 og 106.
Den optiske fiberen 120 er fastholdt i slissen 112 ved hjelp av epoksy 130 eller andre egnede adhesiver. Toppoverflaten 110 er derfor slipt og polert med omhu slik at den ytre optiske kappen 124 til den optiske fiberen 120 blir fjernet langsomt. Slipingen og poleringen fortsetter inntil en liten del av den ytre optiske kappen 124 dekker den indre kjernen 122 til den optiske fiberen 120 ved tilnærmet midtpunktet av fiberen 120. Ved f.eks. en optisk fiber 120 av silisiumoksyd med den indre kjerne 122 med en diameter på 5 um og en ytre optisk kappe 124 med en diameter på 75 pm er den ytre optiske kappen 124 slipt og polert inntil tilnærmet 0,5-5 um av den ytre optiske kappen 124 dekker den indre kjernen 122 ved midtpunktet til slissen 112. Dette fremgår nærmere av fig. 4 som er tatt langs linjen 4-4 på fig. 1 og viser flaten 140 og dens forhold til kjernen 112. Slipingen og poleringsteknikken som er anvendt for delvis fjerning av den ytre optiske kappen 124 er beskrevet nærmere i artikkelen "SINGLE-MODE FIBER OPTICAL DIRECTIONAL COUPLER", R.A. Bergh, et al., Electronics Letters, Vol. 16, nr. 7, side 260-261, (27. mars 1980) og i US patent nr. 4 493 528.
Etter slipingen og poleringen er fullført har området hvor den ytre optiske kappen 124 har blitt fjernet dannet en flat, oval flate 140 som er koplan med toppflaten 110 til kvartsblokken 102. Som forklart nærmere i US patent nr. 4 493 528 vil, når et optisk signal forplanter seg i den optiske fiberen 120, en del av den optiske energien (dvs. det flyktige feltet) til det optiske signalet trenge gjennom flaten 140. Foreliggende oppfinnelse anvender et metallisk reflekterende gitter 150 på flaten slik at det metalliske refleksjonsgitteret 150 er innenfor den delen av det flyktige feltet som trenger gjennom flaten 140. En utførelsesform av det metallisk reflekterende gitteret 150 er vist nærmere på fig. 2 anbragt på flaten 140. Det metallisk reflekterende gitteret 150 innbefatter en blokk av metall, slik som aluminium, som har en rekke med parallelle forhøy-ninger 152 på en overflate. Forhøyningene er anbragt i kontakt med flaten 140 slik at forhøyningene 152 er perpendikulære på aksen til fiberen 120 som vist på fig. 2a. Som vist på fig. 2a er forhøyningene 152 periodisk anbragt med avstand fra hverandre med en i det vesentlige konstant avstand A mellom tilliggende forhøyninger. Avstanden A er henvist heretter til som den rommessige periodisiteten til gitteret 150.
Ved en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er det metalliske refleksjonsgitteret 150 et kommersielt tilgjengelig holografisk refleksjonsgitter. Et eksempel på refleksjonsgitter er et som har 3600 linjer pr. mm og gir en rommessig periodisitet på 278 nanometer (dvs. 1 delt med 3600 linjer pr. mm lik 278 nanometer mellom tilliggende linjer). En brytningsindekstilpassende olje 154 med en brytningsindeks lik den til den optiske kappen er fortrinnsvis anbragt mellom overflaten 140 og refleksjonsgitteret 150 for å fylle opp luftgapene som ellers kan redusere utstrekningen av inntrengningen av det flyktige feltet til det optiske signalet. Også et lett trykk blir fortrinnsvis påført gitteret for å øke kontakten mellom gitteret 150 og overflaten 140.
Ved en alternativ utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er et refleksjonsgitter fremstilt direkte på flaten 140 ved hjelp av holografisk eksponering av en fotoresist på overflaten 140 og så etsing av overflaten med et hydrogenfluorid eller andre egnede etsemidler for å danne linjer med gitter. På fig. 5a og 5b er et lite segment av den optiske fiberen 120 vist i delvis tverrsnitt ved et sted hvor en del av den optiske kappen 124 er blitt fjernet for å danne flaten 140. Som vist på fig. 5a er et tynt sjikt med fotoresist 160 vist dekkende overflaten 140. Fotoresisten kan f.eks. være av typen "Shipley AZ1450B", spinnbelagt til en dybde på tilnærmet 0,1-1,0 pm. På fig. 5 er segmentet til den optiske fiberen 120 vist etter at fotoresisten har blitt holografisk eksponert og så etset for å danne rekker med periodiske spor 162 i overflaten 140. De periodiske sporene 162 blir således adskilt av periodiske forhøyninger 164. Sporene 162 og forhøyningene 164 er orientert perpendikulært på aksen til den optiske fiberen 120. Den rommessige periodisiteten, som vist som A t til sporene kan være 3600 linjer pr. mm eller andre verdier avhengig av bølgelengden til det optiske signalet som skal bli reflektert, som vil bli beskrevet nedenfor.
En teori har blitt utviklet for å forklare refleksjonen av det optiske signalet i anordningen vist på fig. 5b. Denne teorien vil bli presentert i sammenheng med enkelmodusforplantningen. Med henvisning til fig. 5c har følgelig den optiske fiberen 120 en effektiv brytningsindeks neffsom er ordinært bestemt ved hjelp av brytningsindeksen til kjernen 112 og den optiske kappen 124. Når sporene blir etset inn i den optiske kappen som vist på fig. 5b, for således å eksponere det flyktige feltet inn i fiberen, avhenger også den effektive brytningsindeksen av brytningsindeksen til mediumet som omgir den optiske kappen 124, som ved den foretrukne utførelsesformen vist på fig. 5b er luft. Kjernen 122 har en høyere brytningsindeks enn den optiske kappen 124 og den optiske kappen 124 har en høyere brytningsindeks enn den omgivende luften. De respektive tykkelsene til kjernen 122 og den optiske kappen 124 bestem-mer den effektive brytningsindeksen nefftil den optiske fiberen 124. De vekslende sporene 162 og forhøyninger 164 bevirker at den effektive brytningsindeksen neffvarierer i nærheten av sporene og forhøyningene. Ved hvert spor 162 blir f.eks. tykkelsen på den optiske kappen 124 redusert og den lavere brytningsindeksen til luften som trenger inn i sporene bevirker at den effektive brytningsindeksen til fiberen 120 blir lavere i tverrsnittsområder tilliggende hvert spor 162. Denne brytningsindeksen er vist som n\på fig. 5c. Den tykkere optiske kappen ved hver forhøyning 164 bevirker at den effektive brytningsindeksen n2i tverr-snittsområdet tilliggende hver forhøyning 164 er høyere enn brytningsindeksen nj. Fiberen 120 kan således bli vist som en rekke med segmen- ter, opptrukket ved hjelp av fantomlinjer 170, som har vekselvis høye brytningsindekser rr) og lave brytningsindekser n\. Forskjellen mellom de to effektive brytningsindeksene er liten, men er tilstrekkelig for å bevirke refleksjonen som vil bli forklart nedenfor.
Det skal bemerkes at når et lyssignal er innfallende på en grense nellom materialer som har forskjellige brytningsindekser vil i det minste en del av lyssignalet bli reflektert ved grensen. Prosentdelen av reflektert lys bestemmes av størrelsen på forskjellene i brytningsindekser med større størrelser på forskjellene som bevirker høyere prosentdel av refleksjonen. Det er også velkjent at når et lyssignal er innfallende på en slik grense når det utbreder seg i materialet som har laver brytningsindeks vil den delen av lyssignalet reflektert av grensen gjennomgå en faseendring på n radianer eller \/2. På den andre siden vil et lyssignal som utbreder seg i materialet som har høyere brytningsindeks bli reflektert uten en faseendring. Disse to fenomenene gir en kumulativ refleksjon i den optiske fiberen 120 vist på fig. 5c som er betydelig større enn den kan bli tilveiebragt ved en enkelt refleksjon.
På fig. 5c er et optisk signal 172 som forplanter seg i kjernen til fiberen 120 vist ved hjelp av en pil 172a og er innfallende på en grense 170a mellom en del av den optiske fiberen 120 som har lavere brytningsindeks n^og en del av den optiske fiberen 120 som har en høyere brytningsindeks n2- Ved grensen 170a blir en del 174a av det innfallende optiske signalet 172 reflektert ved grensen 170a og begynner å forplante seg motsatt eller i bakoverrettet retning som vist med en pil 174a. Den reflekterte delen 174a av det innfallende lyset innbefatter en svært liten prosentdel av innfallende lys (dvs. mye mindre enn 1 prosent) og størstedelen av det innfallende lyset fortsetter å forplante seg i den opprinnelige retningen som en del 172b vist ved hjelp av en pil 172b. Delen 172b er innfallende på den neste grensen 170b hvor en liten del 174b blir reflektert og en stor del 172c fortsetter å forplante seg i den opprinnelige retningen. Dette blir gjentatt for et totalt antall grenser 170 bevirket av sporene 162 og forhøyningene 164 med de fremover for-plantende delene vist ved hjelp av piler 172d, 172e, etc, og de reflekterte delene vist ved hjelp av piler 174c, 174de, 174e, etc.
For en enkel modusforplantning har hver av forhøyningene 164 og hvert av sporene 162 fortrinnsvis en bredde på en fjerdedel av forplantnings-bølgelengden\til det optiske signalet som skal bli reflektert. Uttrykket "forplantningsbølgelengde" blir anvendt for å henvise til bølgelengden X til det optiske signalet i fiberen 120 og skal bli adskilt fra fri-roms-bølgelengdenXq til det optiske signalet. Bredden på hvert av sporene 162 og forhøyningene 164 er således vist somX/4 på fig. 5c. Forhøyningene 164 og sporene 162 har således en rommessig periodisitet A påX/2.
Lyssignalet 172a er innfallende på den første grensen 170a fra en del av fiberen 120 med lavere brytningsindeks nj mot en av fiberen 120 som har høyere brytningsindeks n2-Ved grensen 170a vil den reflekterte delen 174a til lyssignalet således ha en n radianfaseforskjell fra den innfallende delen 172a. Dette er vist ved hjelp av å merke den innfallende delen 172a med 0 som angir referansefasen og merking av den reflekterte delen 174a med n for å angi faseforskjellen. Den første ikke-reflekterte delen 172b vil gjennomgå en n/2 radianfaseendring i forplantningen avX/4-avstanden fra grensen 170a til grensen 170b. Den ikke-reflekterte delen 172b vil således bli innfallende på grensen 170b med en fase på tt/2 radianer i forhold til fasen til delen 172a innfallende på grensen 170a. Ved grensen 170b utbreder seg delen 172b i en del av fiberen 120 med høyere brytningsindeks n2mot en del av fiberen 120 med lavere brytningsindeks ni. Delen 174b reflektert fra grensen 170b vil derfor bli reflektert uten faseendring og vil således ha en fase på n/2 radianer i forhold til fasen til den delen 172a som er innfallende på grensen 170a. Den reflekterte delen 174b vil gjennomgå en n/2 radianfaseendring når den forplanter seg i avstanden fra grensen 170b tilbake til grensen 170a og vil således ha en fase på n radianer i forhold til delen 172a som er innfallende på grensen 170a. Dette er samme fasen som fasen til den reflekterte delen 174a og den reflekterte delen 174b vil derfor bli konstruktivt addert til den reflekterte delen 174a. I det vesentlige vil hele den reflekterte delen 174b passere gjennom grensen 170a for å adderes til den reflekterte delen 174a og en liten del . (ikke vist) vil bli reflektert tilbake mot grensen 170b.
På lignende måte er den ikke-reflekterte delen 172c innfallende på grensen 170c hvor den lille delen 174c blir reflektert. Delen 172c gjennomgår en n/2 radianfaseendring når den forplanter seg fra grensen 170b til grensen 170c og er således innfallende på grensen 170c med en fase på jr radianer i forhold til delen 172a ved grensen 170a. Siden delen 172c forplanter seg fra en del av fiberen 122 med lavere brytningsindeks n^til en del av fiberen 122 med høyere brytningsindeks n2vil den reflekterte delen 174c ha en faseforskjell på rr radianer i forhold til delen 172 ved grensen 170c og vil således ha en fase på 2rr radianer eller 0 radianer i forhold til fasen til delen 172 som faller på grensen 170a. Den reflekterte delen 174c vil gjennomgå en faseendring på n/2 radianer når den forplanter seg mot grensen 170b og vil således ha en fase på n/2 radianer i forhold til delen 172a som faller på grensen 170a. Siden dette er den samme fasen som den reflekterte delen 174b ved samme grense 170b vil den reflekterte delen 174c konstruktivt bli addert til delen 174c. Den samme analysen for den ikke reflekterte delen 172d, 172e, etc. og den reflekterte delen 174d, 174e, etc. vil det vise at de reflekterte delene konstruktivt adderes ved hver av grensene og således lyssignalene 1 den reverse eller bakovervendte retningen ved grensen 170a vil bli en sum av alle reflekterte signaler. Dersom bølgelengden til lyssignalene 172a innfallende på grensen 170a ikke har den egnede rommessige periodisiteten A vil de reflekterte delen ikke konstruktivt adderes for å frembringe et reversert eller bakovervendt forplantningssignal av betydelig størrelse ved bølgelengden til det innfallende signalet 172a.
Den foregående forklaringen er likeledes anvendbar på bølgen av metallisk reflekterende gitter 150 beskrevet i forbindelse med fig. 2. Forhøyningene 152 til gitteret 152 bevirker periodiske endringer i den effektive brytningsindeksen til den optiske fiberen 120 og bevirker således periodisk refleksjon ved hver av grensene mellom delene av fiberen 120 som hver har brytningsindekser.
For enkelmodusforplantning forekommer betingelser for maksimal refleksjon i bakoverrettet retning når følgende ligning er tilfredsstillet:
hvor A er den rommessige perioden til refleksjonsgitteret, Xq er vakuum-bølgelengden for det optiske signalet, neffer den effektive brytningsindeksen til ledet modus for den optiske fiberen 120, og X er forplant-ningsbølgelengden for det optiske signalet. Antas en effektiv brytningsindeks tilnærmet 1,456, og en rommessig periode på tilnærmet 278 nanometer, angir ligningen (1) at maksimal refleksjon vil forekomme ved en bølgelengdeXq for tilnærmet 8082 Angstrøm.
Det har blitt oppdaget at ved egnet valg av rommessig periodisitet av gitteret 150 kan intermoduskobling mellom to valgte modier til en multimodfiber bli tilveiebragt. Den flyktige f eltgitter ref lektoren kan med andre ord bli tilpasset til å koble reflektert lys fra den første modus til den andre modus til en multimodusfiber. Ved en to-modusfiber kan f.eks. et lyssignal som forplanter seg i en fremover rettet retning i den andre ordensforplantningsmodusen LP^ ved en bølgelengdeX2bli reflektert ved hjelp av den flyktige feltgitterreflektoren og forplantning i motsatt retning i samme fiber ved en bølgelengde \\. Lyssignalet vil forplante seg i første ordensmodusen LPqi i revers retning. Det har blitt funnet at den rommessige periodisiteten A til gitterreflektoren nødvendig for å koble mellom høyere ordensmodus og lavere ordensmodus skulle bli valgt som følgende: hvor X^er forplantningsbølgelengden til den lavere ordensmodusen i den optiske fiberen og X2er forplantningsbølgelengden til den høyere ordensmodusen i den optiske fiberen. Ut fra foregående ligning kan altså følgende uttrykk bli gitt:
hvor Xq er den frie rombølgelengden til lysforplantningen i fiberen, nmj er den ekvivalente brytningsindeks i fiberen for lys forplantning i den lavere ordensmodusen, og nm2er ekvivalent brytningsindeks for fiberen
for lys forplantning ved høyere ordensmodus. For en optisk fiber med et par modier (dvs. 2-10 modier), kan signaler bli koblet for lavere ordensmodier til høyere ordensmodier såvel som fra høyere ordensmodier til lavere ordensmodier.
Fig. 6 viser en eksperimentell oppstilling for å måle de reflekterte optiske signaler. Eksperimentet ble utført ved et enkeltmodusregime som anvender en lyskilde 200 for generering optiske signaler ved en bølge-lengde som kan bli variert, slik som en farvelaser med kontinuerlig bølge med "Exciton LDS 821"-farve som frembringer avstembar polarisert stråling fra 790 til 900 nanometer (7900 til 9000 Angstrøm). Lysutgangen fra lyskilden 200 blir fokusert for å føres inn ved den første enden 212 til den optiske fiberen 120 under anvendelse av en linse 210 eller annen kjent teknikk. En i-linjen polarisasjonsstyrer 220, slik som beskrevet i US patent nr. 4 389 090 ble anbragt tilliggende den første enden 212 for å styre polarisasjonen til lyset i den optiske fiberen 120 slik at virkning-en av forskjellige polarisasjoner på refleksjonskarakteristikken til foreliggende oppfinnelse kan bli bestemt.
Etter passasje gjennom polarisasjonsstyreren 220 passerer den optiske fiberen 120 gjennom to porter til en fire-ports optisk kobler 230 slik som en beskrevet i "SINGLE-MODE FIBER OPTICAL DIRECTIONAL COUPLER", R.A. Bergh, et al., Electronics Letters, Vol. 16, nr. 7, side 260-261 (27. mars 1980) og i US patent nr. 4 493 528. Den optiske kobleren 230 utgjør en innretning for sammenligning av intensiteten til det reflekterte lyset med intensiteten til det innfallende lyset. Den optiske kobleren har fire porter merket som A, B, C og D på fig. 6. Den optiske fiberen 120 sentrerer den optiske kobleren 230 ved porten A og går ut fra den optiske kobleren 230 ved porten B. Den optiske fiberen 120 gir således en direkte forplantningsbane mellom portene A og B. En andre optisk fiber 240 strekker seg fra koblerens 230 port C til porten D. Kobleren 230 sidestiller fibrene 120, 230 ved et samvirkende område for å tilveiebringe flyktig feltkobling mellom dem. Lyset som går inn i kobleren 230 ved porten A vil følgelig bli koblet fra den optiske fiberen 120 til den andre optiske fiberen 240 slik at lyset går ut fra kobleren ved porten D. Lys som går inn i kobleren 230 ved porten B vil likeledes bli koblet fra den optiske fiberen 120 til den optiske fiberen 240 slik at lyset går ut fra kobleren 230 ved porten C. Koblingsforholdet til kobleren 230 er fortrinnsvis tilnærmet 0,01 slik at tilnærmet 99% av lyset ført inn i den optiske kobleren 230 via den optiske fiberen 120 forblir i den optiske fiberen 120. Kun 1% av lyset ble koblet fra fiberen 120 til den andre optiske fiberen 240.
Den andre optiske fiberen 240 har en første ende 242 som er tilliggende porten C og har en andre ende 244 som er tilliggende porten D. Detektorene 246, 248 er anbragt ved endene 242, 244, henholdsvis, for å måle lyset ut fra koblerens 230 porter C og D, henholdsvis.
Den optiske fiberen 120 forbinder porten B til den optiske kobleren 230 med den flyktige feltgitterreflektoren 100, beskrevet med henvisning til fig. 1-4. Den optiske fiberen 120 strekker seg gjennom gitterref lektoren 100 som beskrevet ovenfor og avsluttes ved den andre ende 250. Fotodetektoren 252 er anbragt ved enden 250 for å målet lyset ut derfra.
Driften av den eksperimentelle oppsetningen vist på fig. 6 for å bestemme prosentdelen av det reflekterte lyset er som følgende. Det innfallende lyset på enden 212 til fiberen 120 er vist med pilen 1^. Det innfallende lyset 1^passerer først gjennom polarisasjonsstyreren 220 hvor polarisasjonen av lyset ført inn til gitterreflektoren 100 kan bli justert til ønsket polarisasjonstilstand. Lyset går ut av polarisasjonsstyreren 220 som lyset Ip. Lyset Ip går så inn porten A til kobleren 230. Tilnærmet 99% av lyset som går inn porten A til kobleren 230 går ut av kobleren 230 via porten B og fortsetter i fiberen 120 som lyset som skal bli ført til gitterreflektoren 100. Dette lyset er vist ved hjelp av en pil Ijn. Den andre ene prosenten av lyset som entrer porten A til kobleren 230 blir koblet til fiberen 240 og går ut av kobleren 230 via porten D som angitt med en pil<I>refer-Lyset Ireferforplanter seg til den andre enden 244 til fiberen 240 og blir detektert av detektoren 248. Størrelsen på lyset detektert av detektoren 248 er direkte proporsjonalt med lyset Ijnsom er ført til gitterreflektoren 100. Størrelsen på lyset Ireferdetektert av detektoren 249 blir således anvendt for å bestemme størrelsen på lyset ført inn til gitterreflektoren 100. I det her viste eksempelet vil lyset Ijnha en intensitet på tilnærmet 99 ganger intensiteten av lyset Ireferdetektert av detektoren 248. Størrelsen på lyset detektert av detektoren 248 kan således bli multiplisert med en konstant faktor (f.eks. 99) for å bestemme størrelsen på lyset Ijn.
Gitterreflektoren 100 vil reflektere en del av lyset Ijni revers eller bakoverrettet retning som angitt med pilen Ireflek-Dette lyset Ireflek vil forplante seg til bakre porten B for kobleren 230 hvor tilnærmet 99% av det vil fortsette i fiberen 120 og vil forplante seg tilbake mot polarisasjonsstyreren 220. Tilnærmet 1% av lyset Ireflekv^ bli koblet til fiberen 240 og vil gå ut via porten C til kobleren 230 og forplante seg til den første enden 242 til fiberen 240 hvor den vil bli detektert av detektoren 246. Det koblede lyset som forplanter seg til enden 242 er vist med en pil<I>meas- Størrelsen på lyset Imeas vil være direkte proporsjonalt med størrelsen på lyset Ireflek°§størrelsen på det reflekterte lyset Ireflek^an således bli bestemt ved å multiplisere størrelsen på det målte lyset Imeasved hjelp av en konstant (f.eks. 100).
En del av lyset Ijnført inn til gitterreflektoren 100 fortsetter å forplante seg i samme retningen i fiberen 120 og går ut ved gitterreflektoren 100 og forplanter seg til fiberens 120 ende 250 hvor den blir detektert av detektoren 252. Dette lyset, vist med pilen Itrans'er lyset sendt av gitterreflektoren 100. Størrelsen på det sendte lyset Itranser lik inngangslyset Ijnminus ethvert lystap i gitterreflektoren 100 og minus reflektert lys Ireflek- Som det vil bli vist nedenfor vil for den metalliske gitterreflektoren størrelsen på det sendte lyset Itrans°£det reflekterte lyset Ireflekvariere med polarisasjonen til lyset såvel som med bølgelengden.
Resultatet av en eksempelprøve som anvender oppstillingen vist på fig. 6 med metallisk reflekterende gitter 150 er grafisk vist på fig. 7 og 8 for TM- og TE-polarisasjon, henholdsvis. Ved begge figurene er den horisontale aksen bølgelengden til lyset fra lyskilden 200 og den vertikale aksen er delen av den målte energien Pr til det reflekterte lyset Ireflekdelt med den målte energien Pj til inngangslyset I^n. Målingene er utført ved detektorene 248 og 246 henholdsvis og målte størrelser for prosessen blir multiplisert med egnet faktor for å tilveiebringe resultatene vist på fig. 7 og 8.
Som vist på fig. 7 for TM-polarisasjon er refleksjonen til gitterreflektoren 100 svært bølgelengdeavhengig med maksimal refleksjon på tilnærmet 38% av innfallende lys forekommende ved den beregnede bølgelengde på 8082 Angstrøm. Denne bølgelengden vil det bli henvist til heretter som resonansbølgelengden (dvs. bølgelengden som passer med den rommessige periodisiteten til gitteret). 3dB-båndbredden til gitterreflektoren (dvs. båndbredden hvor målt intensitet til det reflekterte lyset er større enn eller lik en halvdel av den maksimalt målte intensitet) er tilnærmet 2,8 Angstrøm. Av dette fremgår det således at foreliggende oppfinnelse kan bli anvendt som et bølgelengdeavhengig filter som reflekterer kun det lyset innenfor en svært smal båndbredde og således kan bli anvendt som et båndpassfilter for TM-polarisert lys.
Som vist på fig. 8 er den maksimale intensiteten for reflektert lys for TM-polarisasjonen mindre enn halvdelen av 1% sammenlignet med 38%-refleksjonen for TM-polarisasjonen. Prosentdelen av reflektert lys for TE-polarisasjonen er altså svært bølgelengdeavhengig med 3 dB-båndbredden, som er tilnærmet 1,8 Angstrøm. Det er antatt at den vesentlige forskjellen i refleksjonene til lysutbredningen i de to polarisasjonsmodi-ene (dvs. TM og TE) blir bevirket av orienteringen til det elektriske og magnetiske feltet relativt i forhold til gitteret 150. Maksimal refleksjon forekommer når det magnetiske feltet er parallelt med metalloverflaten og det elektriske feltet er perpendikulært på metalloverflaten, som er tilfelle for TM-polarisasjonen. Minimal refleksjon forekommer derimot når det elektriske feltet er parallelt med den metalliske overflaten og det magnetiske feltet er perpendikulært på den metalliske overflaten, som ved TE-polarisasjon.
Transmisjonskarakteristikkene til gitterreflektoren 100 ble også målt ved anvendelse av oppstillingen på fig. 6 ved å måle intensiteten for lyset Itransve^ den optiske fiberens 120 andre ende 250. Ved bølgelengder nær resonansbølgelengden ble det funnet at intensiteten til det sendte optiske signalet Itransvarierte inverst med intensiteten for det reflekterte optiske signalet Ireflek»som°§så var ventet. Ved den maksimale refleksjonen på 38% for TM-polarisasjonen var delen av lys sendt til detektoren 252 tilnærmet 3% av lyset Ijnført til gitterreflektoren 100, som angir at tilnærmet 59% av lyset I^ n tilført gitterreflektoren 100 er gått tapt. Slike tap er antatt å være et resultat av absorbsjonen av TM-polarisert lys av metallet til gitteret og ikke på grunn av strøkobling til fiberens uledede modier. Dette har blitt eksperimentelt verifisert ved forplantning av lengre bølgelengder med lys som har liten fasetilpassing, men som også er dempet med tilnærmet 50%. Ved den maksimale refleksjonen på tilnærmet 0,45% for TE-polarisasjonen var transmisjonen av inngangslyset I^ n gjennom reflektoren 100 tilnærmet 98%.
Siden transmisjonen av lyset Ijntilført reflektoren 100 kan bli variert for tilnærmet 98% til tilnærmet 3% ved å variere polarisasjonen av lyset kan gitterreflektoren bli anvendt som et polarisasjonsavhengig transmi-sjonsfilter som gir et transmisjonsslukkeforhold (ER{rans) på tilnærmet 15 dB mellom transmisjonsgraden til lyset ved de to polarisasjonene. Transmisjonsslukkeforholdet er forholdet i prosent for TE-polarisasjonen som blir sendt (dvs. %-trans-TE) til prosentdelen av TM-polarisasjonen som er sendt (dvs. %-trans-TM) og blir uttrykt i decibel som følger:
Gitterreflektoren utgjør på samme måte et polarisasjonsavhengig ref lek-torfilter med refleksjonsslukkeforholdet ERj-gf^g^ på større enn 19 dB mellom to polarisasjonsmodier. Refleksjonsslukkeforholdet er forholdet mellom prosentdelen av TM-polarisasjonen som er reflektert (dvs. %-reflek-TM) og prosentdelen av TE-polarisasjonen som er reflektert (dvs. %-ref lek-TE) og er uttrykt i decibel som følgende:
Fig. 9 viser grafisk transmisjonskarakteristikken for gitterreflektoren 100 over et bredbølget spektrum for det metalliske gitteret 150 og ved TM-polarisasjonen av lyset. Ved bølgelengder under resonansbølgelengden på 8082 Angstrøm er transmisjonen til inngangslyset i størrelsesorden av et par prosent. Ved bølgelengder over resonansbølgelengden øker prosentdelen av transmisjonen svært hurtig. Denne lave prosentdelen av transmi sjonen under resonansbølgelengden kan bli uttrykt ved hjelp av et metallisk gitter som gir fasetilpasning for ikke-ledede strålingsmodier. Rett under resonansbølgelengden er der et minimum av transmisjon (antydet med henvisningstallet 180) som er antatt å bli bevirket ved kobling av lys fra førsteordens-LPqi -modusen til andreordens-LPji-modusen. For fagmannen på området vil det være klart at LPjj-modusen vil forplante seg i fiberen 120 kun dersom bølgelengden til lyset i denne modusen er under grensebølgelengden til fiberen 120. Ved den eksperimentelle oppstillingen beskrevet med henvisning til fig. 6 og 9 hadde fiberen 120 anvendt for testingen en sperrebølgelengde på 7450 Angstrøm for LPji-modusen. For bølgelengder over 7450 Angstrøm vil de bestemte fibrene anvendt ved testfiberen ikke understøtte LP^-modusen. Lyset reflektert i LP^j-modusen ved bølgelengden over sperrebølgelengdene ble følgelig ikke detektert av detektoren 246 (fig. 6) på grunn av at LPjj-modusen er en lekkasjemodus for bølgelengder anvendt ved testen på fig. 6 og ikke understøttet av fiberen 120. Et transmisjonsminimum (angitt med referansehenvisningen 182) på den lengre bølgelengdesiden av 8080 Angstrøm er bevirket av den maksimale refleksjonen til innfallende lys i revers eller bakoverrettet ledet modus LPqi ved resonansbølgelengden på 8082 Angstrøm, som forklart ovenfor. Med økende bølgelengder økes deretter transmisjonsprosentdelen til en maksimum prosentdel bestemt av dempningen til det metalliske gitteret som ble eksperimentelt bestemt til å være tilnærmet 50%. Det metalliske gitteret 150 virker således som et langpassfilter for transmisjon av TM-polarisasjonen i motsetning til å virke som et båndpassfilter for reflektering av TM-polarisasjon.
Den metalliske gitterreflektoren 100 fremviser en liten grad av avstembarhet som kan bli vist ved å dreie det metalliske gitteret 150 over en vinkel 0 i forhold til fiberens 120 akse, som vist på fig. 10. Vinkelen 0 blir målt mellom aksen på fiberen 120 og en linje 260 normalt på forhøyningene og sporene til det metalliske gitteret 150. Vinkelen 0 er 0°
når forhøyningene og sporene er perpendikulære på aksen til fiberen 120.
Fig. 11 viser grafisk bølgelengdereaksjonen på gitterreflektoren 100 ved varierende vinkler på 0. Den horisontale målestokken viser bølgelengden på lyset tilført gitterreflektoren i Angstrøm og viser også vinkelen 0 i grader. Den vertikale aksen viser den relative refleksjonsgraden til gitterreflektoren 100 i decibel (dB). Når det metalliske gitteret 150 er anbragt ved en vinkel på 0°vil refleksjonsgraden til anordningen være ved et maksimum ved resonansbølgelengden på 8082 Angstrøm, som vist ved hjelp av en kurve 270, vist som en heltrukken linje på fig. 11, som generelt korresponderer med kurven på fig. 7. Dette punktet med maksimal refleksjonsgrad er vist på vertikalaksen som 0 dB. Alle andre målinger av refleksjonsgraden er henvist til som 0-dB-refleksjonsgrad ved G lik 0°og bølgelengden lik 8082 Angstrøm.
Kurven 270 har således en topp ved 0 dB for resonansbølgelengden på 8082 Angstrøm og har negative dB-verdier for bølgelengder over og under resonansbølgelengden. Kurven 270 angir f.eks. at ved ikke-resonansbølge-lengde på tilnærmet 8084 Angstrøm er refleksjonsgraden -3 dB relativ i forhold til refleksjonsgraden til resonansbølgelengden (dvs. refleksjonsgraden ved 8084 Angstrøm er tilnærmet 50% av refleksjonsgraden ved 8082 Angstrøm). Skjæringen av -3 dB-refleksjonsgraden med kurven 270 er merket med henvisningstallet 272.
Når vinkelen 0 på fig. 2 økes, øker resonansbølgelengden, mens refleksjonsgraden ved resonansbølgen avtar. Denne effekten ved variering av vinkelen 0 er vist på fig. 11 ved hjelp av prikket kurve 280, som representerer resonansbølgerefleksjonsgraden som en funksjon av både vinkelen 0 og resonansbølgelengden. Ved vinkel lik 2 grader forskyves f.eks. resonansbølgelengden oppover (mot høyre på fig. 11) slik at når den maksimale refleksjonsgraden forekommer ved tilnærmet 8089 Angstrøm. Denne refleksjonsgraden ved forskjøvet resonansbølgelengde er tilnærmet-4 dB (dvs. refleksjonsgraden ved 0 lik 2 grader og bølgelengden lik 8089 Angstrøm er tilnærmet 40% av refleksjonsgraden ved 0°og 8082 Angstrøm). Ytterligere økning av vinkelen 0 bevirker at resonansbølgelengden blir forskjøvet videre oppover (dvs. til høyre på fig. 11) inntil ved 0 tilnærmet lik 4 grader er resonansbølgelengden tilnærmet 8105 Angstrøm og refleksjonsgraden ved den bølgelengden er -20 dB relativt i forhold til den maksimale refleksjonsgraden ved 0 lik 0 grader og bølgelengden lik 8088 Angstrøm (dvs. maksimal refleksjonsgrad ved 0 grader lik 4 grader er 0,01 ganger den maksimale refleksjonsgraden ved 0 lik 0 grader). Dersom denne refleksjonsgrad på 50% (dvs. -3 dB) av den maksimale refleksjonsgraden er tatt som den brukbare grensen for avstembarhet så er anordningen avstembar fra tilnærmet 8081 Angstrøm ved 0 lik 0 grader til 8088 Angstrøm ved 8 tilnærmet lik 1,8 grader. Det metalliske gitter 150 har således en avstembar 3-dB-båndbredde på tilnærmet 7 Angstrøm.
Bruken av et sett fotolitografisk gitter direkte på flaten 140 til den optiske fiberen 120, som beskrevet i forbindelse med fig. 5 og fig. 5b, forbedrer refleksjonsgraden til anordningen betraktelig siden tap forbundet med den metalliske overflaten ikke lenger er tilstede. Denne anordningen gir således høyere prosentdeler refleksjoner ved resonans-bølgelengden enn den metalliske gitteranordningen. Siden det er ikke noe metall tilstede vil transmisjonen være vesentlig høyere ved bølgelengder over og under resonansbåndbredden til anordningen. En slik fotolitografisk, etset anordning er således spesielt velegnet for bruk som bølgeleng-deavhengige filtere. Fravær av metall i de fotolitografiske, etsede anordningene reduserer altså vesentlig polarisasjonsavhengigheten til anordningene.
Claims (14)
1.
Intermoduskoblingsanordning (100) for kobling av et optisk signal som utbreder seg i en første modus i en optisk multimodusfiber til en andre modus i fiberen, idet det optiske signalet har en vakuumbølgelengde (\q)<karakterisert ved
en lengde optisk multimodusfiberen (120) med en indre kjerne (122) og en ytre optisk kappe (124) og med en del av den optiske kappen (124) fjernet for å danne en overflate (140) på fiberen (120), og
en periodisk gitterstruktur (150, 152, 162, 164) på nevnte overflate (140) innenfor det flyktige feltet til det optiske signalet som forplanter seg i den første modusen, idet gitterstrukturen (152) har en periodisitet A i samsvar med følgende uttrykk:
hvor nmi er den optiske fiberens (120) effektive brytningsindeks for lys som forplanter seg i den første modusen og nm2er den optiske fiberens effektive brytningsindeks for lys som forplanter seg i den andre modusen.
2.
Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat gitterstrukturen (150, 152, 162, 164) har spor (162) dannet i den optiske kappen (124).
3.
Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat sporene (162) har en bredde i retningen til forplantningen av det optiske signalet i det vesentlige lik A/2.
4.
Anordning ifølge krav 3,karakterisert vedat sporene (162) er anbragt med avstand vewd hjelp av forhøyningene (164) som har en bredde i forplantningsretningen til det optiske signalet i det vesentlige lik A/2.
5.
Anordning ifølge krav 2,karakterisert vedat sporene (162) er dannet i den optiske kappen (124) ved å etse den optiske kappen
(124).
6.
Anordning ifølge krav 1,karakterisert vedat gitterstrukturen (150, 152, 162, 164) har et holografisk refleksjonsgitter (150) med flere parallelle forhøyninger (152) anbragt på overflaten (140).
7.
Anordning ifølge krav 6,karakterisert vedat forhøyningene (152) er periodisk anbragt med avstand fra hverandre ved hjelp av avstanden A .
8.
Anordning ifølge krav 6,karakterisert vedat den innbefatter en indekstilpassende olje tilført mellom overflaten (140) og det holografisk refleksjonsgitteret (150).
9.
Anordning ifølge krav 8,karakterisert vedat trykket blir tilført det holografiske refleksjonsgitteret (150) for å sikre kontakt mellom forhøyningene (152) og overflaten (140).
10.
Fremgangsmåte for fremstilling av en anordning (100) for kobling av optisk energi mellom en første optisk forplantningsmodus og en andre optisk forplantningsmodus,karakterisert ved
dannelse av en overflate (140) på den optiske kappen (124) til en optisk fiber (120) med en indre kjerne (122) og en ytre optisk kappe ved å fjerne en del av den optiske kappen (124) fra den optiske fiberen (120) for således å eksponere det flyktige feltet for et optisk signal forplantet deri, og
anbringelse av en periodisk gitterstruktur (150, 152, 162, 164) på den optiske kappen (124) til overflaten (140), idet den periodiske gitterstrukturen har en periodisitet A i samsvar med følgende uttrykk:
hvor nmi er den optiske fiberens (120) effektive brytningsindeks for optisk energi som forplanter seg i den første forplantningsmodusen, nm2er den optiske fiberens (120) effektive brytningsindeks for optisk energi som forplanter seg i den andre forplantningsmodusen og Xq er vakuum-bølgelengden for det optiske signalet som skal bli koblet.
11.
Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat ovenfornevnte anbringelse av en periodisk gitterstruktur innbefatter anbringelse av en holografisk gitterref lektor (150) på overflaten (140), idet den holografisk gitterreflektoren (150) har en rommessig periodisk rekke med forhøyninger (152) som er anbragt i kontakt med nevnte overflate (150).
12.
Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert vedat anbringelsen av indekstilpasset olje på overflaten (140) foretas før anbringelsen av den holografiske gitterreflektoren (150) på overflaten (140).
13.
Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert vedat det tilføres et trykk på den holografiske gitterreflektoren (152) for å sikre kontakt mellom den holografiske gitterreflektoren og overflaten (140).
14.
Fremgangsmåte ifølge krav 10,karakterisert vedat anbringelsen av den periodiske gitterstrukturen innbefatter etsing av overflaten (148) for å danne rekker med spor (162) deri, anbragt med avstand ved hjelp av en rekke forhøyninger (164), idet sporene og forhøyningene har en periodisitet lik A .
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US75427185A | 1985-07-15 | 1985-07-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO862833D0 NO862833D0 (no) | 1986-07-11 |
| NO862833L true NO862833L (no) | 1987-01-16 |
Family
ID=25034095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO862833A NO862833L (no) | 1985-07-15 | 1986-07-11 | Optisk fiberanordning samt fremgangsmaate derved. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0212815A3 (no) |
| JP (1) | JPS6215506A (no) |
| KR (1) | KR870001480A (no) |
| AU (1) | AU5948486A (no) |
| CA (1) | CA1267312A (no) |
| IL (1) | IL79324A0 (no) |
| NO (1) | NO862833L (no) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4786132A (en) * | 1987-03-31 | 1988-11-22 | Lytel Corporation | Hybrid distributed bragg reflector laser |
| US4912523A (en) * | 1987-04-10 | 1990-03-27 | At&T Bell Laboratories | Optical fiber communication system comprising mode-stripping means |
| GB8710067D0 (en) * | 1987-04-28 | 1987-06-03 | British Telecomm | Optical device |
| US5430817A (en) * | 1994-03-31 | 1995-07-04 | At&T Corp. | Optical systems and devices using long period spectral shaping devices |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3891302A (en) * | 1973-09-28 | 1975-06-24 | Western Electric Co | Method of filtering modes in optical waveguides |
| US4268116A (en) * | 1979-10-26 | 1981-05-19 | Optelecom Incorporated | Method and apparatus for radiant energy modulation in optical fibers |
| GB2161609B (en) * | 1984-07-11 | 1987-10-07 | Stc Plc | Optical fibres |
| GB2161648B (en) * | 1984-07-12 | 1988-02-03 | Stc Plc | Semiconductor laser |
-
1985
- 1985-08-01 JP JP60170542A patent/JPS6215506A/ja active Pending
-
1986
- 1986-07-02 IL IL79324A patent/IL79324A0/xx unknown
- 1986-07-02 AU AU59484/86A patent/AU5948486A/en not_active Abandoned
- 1986-07-02 EP EP86305129A patent/EP0212815A3/en not_active Withdrawn
- 1986-07-11 NO NO862833A patent/NO862833L/no unknown
- 1986-07-14 CA CA000513681A patent/CA1267312A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-14 KR KR1019860005656A patent/KR870001480A/ko not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO862833D0 (no) | 1986-07-11 |
| KR870001480A (ko) | 1987-03-14 |
| IL79324A0 (en) | 1986-10-31 |
| AU5948486A (en) | 1987-01-22 |
| JPS6215506A (ja) | 1987-01-23 |
| EP0212815A3 (en) | 1989-05-31 |
| EP0212815A2 (en) | 1987-03-04 |
| CA1267312A (en) | 1990-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4986624A (en) | Optical fiber evanescent grating reflector | |
| US5970190A (en) | Grating-in-etalon polarization insensitive wavelength division multiplexing devices | |
| US12298473B2 (en) | Anti-reflective coatings on optical waveguides | |
| US5740292A (en) | Mode coupling optical waveguide grating | |
| JPH087298B2 (ja) | マルチポート光デバイス | |
| US7386205B2 (en) | Optical device and method for making same | |
| EP0733223B1 (en) | Waveguide coupler | |
| US7177510B2 (en) | Polarization insensitive microbend fiber gratings and devices using the same | |
| US6865320B1 (en) | Optical taps formed using fiber gratings | |
| EP0233896A1 (en) | Dielectric optical waveguide device. | |
| CA2634293A1 (en) | Multichannel integrated tunable thermo-optic lens and dispersion compensator | |
| Sorin et al. | A single-mode fiber evanescent grating reflector | |
| NO862833L (no) | Optisk fiberanordning samt fremgangsmaate derved. | |
| CA2335670C (en) | Light waveguide with integrated input aperture for an optical spectrometer | |
| JP2002530691A (ja) | 光デバイスおよび方法 | |
| JPH04345102A (ja) | 狭帯域フィルタ | |
| Zhang et al. | Investigation of a Fabry-Perot-based optical filter for broadband multichannel communication systems | |
| Sinha et al. | Design of a thin-film-based optical filter for broadband multichannel communication systems | |
| Carniglia | Perfect mirrors from a coating designer's point of view | |
| Baba et al. | Waveguide polarizers for integrated optics using artificial birefringent media: design and theoretical characteristics | |
| RU2174246C2 (ru) | Компактный поляризационный фильтр | |
| JP2007241268A (ja) | 光波長フィルタ装置 | |
| Shirasaki | Virtually-imaged phased array for WDM filters | |
| Chen et al. | A widely tunable side-polished fiber filter based on dispersive evanescent wave tunneling | |
| Boyko et al. | Resonant gratings for narrow band pass filtering applications |