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DE60317216T2 - Verfahren und einrichtung zur spektralen filterung - Google Patents

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DE60317216T2 DE60317216T DE60317216T DE60317216T2 DE 60317216 T2 DE60317216 T2 DE 60317216T2 DE 60317216 T DE60317216 T DE 60317216T DE 60317216 T DE60317216 T DE 60317216T DE 60317216 T2 DE60317216 T2 DE 60317216T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren spektraler Filterung auf Basis optischer Fasern nach dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Spektralfiltervorrichtung, welche das Verfahren in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des begleitenden Anspruchs 6 verwirklicht.
  • Auf optischen Fasern basierte Telekommunikation stellt ein sich rasch entwickelndes technisches Gebiet dar. Zusätzlich zu Fernübertragungsfasern, die herkömmlichere Drahtleitungskabel ersetzen, wird auch eine große Vielfalt anderer Arten optischer Faserkomponenten benötigt, um ein komplettes modernes optisches Telekommunikationssystem zu bilden. Solche Komponenten umfassen beispielsweise optische Verstärker auf Basis von mit Seltenerdmetallen dotierten aktiven Fasern und verschiedene Arten von Spektralmultiplexbetrieb- und Filtervorrichtungen. Spektralfilterung in verschiedenen Formen ist besonders wichtig bei Systemen, die auf Wellenlängenmultiplexbetrieb, WDM, basiert sind.
  • Es ist bekannt, dass eine optische Faser, spezifischer eine Monomodenfaser, als Spektralfiltervorrichtung verwendet werden kann, indem die Faser um eine Rolle oder einen entsprechenden kreisförmigen Körper aufgewickelt wird, um die Faser in Längsrichtung einer gewissen kontinuierlichen Krümmung zu unterwerfen. Der Radius dieser Krümmung bestimmt die Grenzwellenlänge eines solchen aufgewickelten Faserfilters. Bei kleinerem Krümmungsradius bewegt sich die Grenzwellenlänge zu kürzeren Wellenlängen. Wenn die Wellenlänge des durch den Faserkern übertragenen Lichts die vorgenannte Grenzwellenlänge überschreitet, beginnt die optische Energie von dem Faserkern zu der den Kern umgebenden Mantelschicht auszulecken. In der Mantelschicht erfährt das Licht eine erheblich höhere Dämpfung als in dem Faserkern. Die Gesamtdämpfungsmerkmale eines Faserfilters können durch die Anzahl von um die Rolle gewickelten Faserwindungen gesteuert werden. Ein solcher Filter ist beispielsweise aus US 6118575 bekannt.
  • In der Praxis weicht der Betrieb eines gewickelten Faserfilters vom Ideal ab, da über der Grenzwellenlänge nicht alle Wellenlängen gleichmäßig und homogen gedämpft werden. Da nur eine finite Anzahl gesteuerter Moden in die Mantelschicht austritt, werden manche Wellenlängen effektiver als andere an Mantelmoden gekoppelt. Die begrenzte Anzahl von Mantelmoden führt zu einem gewissen Betrag an unerwünschter Kopplung des Lichts von der Mantelschicht zurück zu dem Faserkern, d. h. umgekehrten Kopplungseffekten. Als Ergebnis dieser vorgenannten Effekte ist die in 1 als Graph P gezeigte typische Übertragung eines gewickelten Faserfilters des Standes der Technik nach der Grenzwellenlänge λoff keine glatte abwärtsgerichtete Kurve, sondern weist stattdessen erhebliche „Interferenz"-Spitzen bei gewissen Wellenlängen auf. Zum Vergleich zeigt 1 auch einen wünschenswerteren glatten Übertragungsgraphen I eines idealeren Tiefpassfilters.
  • Aus dem Stand der Technik sind Lösungen bekannt, um die vorgenannten Effekte zu reduzieren. Diese Lösungen basieren vor allem auf dem Gedanken der Erhöhung der Dämpfung der Mantelschicht und/oder durch Anordnen der Mantelschicht, sodass sie von einer spezifischen Hüllschicht umgeben ist, welche zulässt, dass das Licht von der Mantelschicht weiter zu dieser äußeren Hüll- oder Ummantelungsschicht leckt. Diese Lösungen des Standes der Technik weisen jedoch gewisse erhebliche Beschränkungen auf. Da sie grundsätzlich auf der Erhöhung der Dämpfung der Mantelschicht basiert sind, sind sie nicht für diejenigen Anwendungen geeignet, wobei auch die Mantelschicht selbst als Lichtwellenleiter genutzt wird. Solche Anwendungen umfassen beispielsweise mantelgepumpte optische Faserverstärker, wobei das sich in der Mantelschicht ausbreitende Pumplicht aufgrund der intrinsischen optischen Eigenschaften der Mantelschicht nicht gedämpft werden sollte.
  • Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Vorlegung einer neuen Herangehensweise, die es möglich macht, Spektralfilterungsvorrichtungen auf Basis optischer Fasern zu konstruieren, deren Spektraleigenschaften den Vorrichtungen des Standes der Technik überlegen sind. Speziell ist es die Absicht, Filtervorrichtungen zu erzielen, wobei nach der Grenzwellenlänge die Übertragung glatter nach unten abfällt als bei den Vorrichtungen des Standes der Technik. Weiter ist ein spezifischer Zweck der Erfindung, Vorrichtungen zu konstruieren, die auch zur Verwendung bei der Art von Anwendungen geeignet sind, wobei zusätzlich zu dem Faserkern auch die Mantelschicht der Faser eine Rolle hat, als Lichtwellenleiter zu wirken. Ein wichtiges Beispiel solcher Anwendung ist unter mantelgepumpten Faserverstärkern zu finden.
  • Zur Erzielung der vorgenannten Zwecke ist das erfindungsgemäße Verfahren in erster Linie durch das in dem kennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs 1 Dargelegte gekennzeichnet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung wiederum ist in erster Linie durch das in dem kennzeichnenden Teil des beigefügten Anspruchs 6 Dargelegte gekennzeichnet.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den beigefügten abhängigen Ansprüchen dargelegt.
  • In dieser Erfindung ist relativ überraschend entdeckt worden, dass die Leistung eines gewickelten optischen Faserfilters erheblich verbessert werden kann, wenn die Faser vollständig oder zum Teil um ihre Längsachse verdreht ist, zusätzlich dazu, dass sie einer gewissen Krümmung in Längsrichtung unterzogen wird.
  • Damit das Verdrehen der Faser in Längsrichtung den gewünschten Effekt hat, muss die optische Faser von einem Typ ohne radiale Symmetrie sein, d. h. eine radial asymmetrische Faser. Solche radial asymmetrischen optischen Fasern sind als solche aus dem Stand der Technik bekannt. Radiale Asymmetrie kann beispielsweise durch Verwendung eines außermittigen Kerns oder durch Vorsehen einer Mantelschicht, worin der Brechungsindex auf radial asymmetrische Weise schwankt, erzielt werden. Radiale Asymmetrie kann auch durch Verwendung optischer Faserstrukturen, wobei der Querschnitt des Faserkerns (oder sogar des Mantels) nicht kreisförmig ist, erzielt werden. Solche Fasern sind aus polarisationsempfindlichen Anwendungen bekannt. Grundsätzlich bezieht sich in diesem Kontext die radiale Asymmetrie breit auf jegliche optischen Faserstrukturen, wo die radiale Verteilung des Brechungsindex asymmetrisch ist.
  • In einem optischen Faserfilter, wo die Faser erfindungsgemäß sowohl aufgewickelt als auch verdreht ist, findet das Lecken von Licht von dem Faserkern zu der Mantelschicht idealer statt als bei den Filtern des Standes der Technik, d. h. ohne einen erheblichen Betrag umgekehrter Koppeleffekte. Über der Grenzwellenlänge „sehen" somit alle Wellenlängen zeitweilig einen im Wesentlichen gleichen Betrag der Übereinstimmung mit den Mantelmoden. Mit anderen Worten, wenn eine gewisse Länge der verdrehten und aufgewickelten optischen Faser in Betracht gezogen wird, bestehen mit hoher Wahrscheinlichkeit immer solche Mantelmoden, die zulassen, dass das Licht von dem Kern an den Mantel gekoppelt wird.
  • Als Ergebnis davon hat die Übertragungskurve der Vorrichtung nach der Grenzwellenlänge ein glatt absteigendes Verhalten.
  • Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet zur Verwendung als verteilter Spektralfilter bei mantelgepumpten Faserverstärkern, da die Faserstruktur die Ausbreitung des Pumplichts in der Mantelschicht zulässt.
  • Dem Fachmann ist es deutlich, dass die Erfindung verglichen mit den Lösungen des Standes der Technik die Möglichkeiten zur Optimierung der Faserfilterstrukturen erheblich erweitert. Ohne „Interferenz"-Spitzen können die Grenzwellenlänge und die Dämpfungseigenschaften des Faserfilters freier eingestellt werden als bei den Vorrichtungen des Standes der Technik.
  • Im folgenden wird die Erfindung unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, worin:
  • 1 schematisch ein typisches Übertragungsverhalten eines gewickelten Faserfilters des Standes der Technik zusammen mit einer idealeren glatten Übertragungskurve zeigt;
  • 2 einige experimentelle und Vergleichsresultate zeigt, welche die grundlegenden Übertragungseigenschaften eines erfindungsgemäßen optischen Faserfilters veranschaulichen; die
  • 3a, b konzeptionell die Ausbreitung von Licht in einer im Wesentlichen geraden und radial symmetrischen Faser beschreiben; die
  • 4a, b konzeptionell die Ausbreitung von Licht in einer in Längsrichtung gekrümmten und radial symmetrischen Faser beschreiben; und die
  • 5a, b, c konzeptionell die Ausbreitung von Licht in einer in Längsrichtung gekrümmten und radial asymmetrischen Faser beschreiben, welche Faser erfindungsgemäß um ihre Längsachse verdreht worden ist.
  • Die folgende konzeptionelle Erläuterung soll auf vereinfachte Weise einige der wichtigsten physikalischen Phänomene hinter der Erfindung beschreiben. Es ist anzumerken, dass diese Beschreibung nicht den Anspruch erhebt, wissenschaftlich erschöpfend zu sein, sondern nur dazu gedacht ist, die wesentlichsten Merkmale der Erfindung erkennen zu helfen.
  • Um zu beginnen, werden in 2 einige Messergebnisse vorgelegt, um den Effekt zu veranschaulichen, der erzielt werden kann, wenn die optische Faser in einem gewickelten Faserfilter erfindungsgemäß zusätzlich um ihre Längsachse verdreht wird. Es versteht sich, dass die Ergebnisse in 2 und der Aufbau der entsprechenden Faserfiltervorrichtungen nur angegeben sind, um den Effekt selbst zu veranschaulichen, und daher nicht unbedingt mit den Ergebnissen oder dem Aufbau einer praktischen Faserfiltervorrichtung übereinstimmen.
  • Die in 2 gezeigten Messergebnisse sind unter Verwendung einer etwa 2 Meter langen Monomodenfaser mit einem außermittigen Kern, d. h. einem radial asymmetrischen Aufbau, aufgezeichnet worden. Der Faserkerndurchmesser betrug 6 μm und der Gesamtdurchmesser der Faser, einschließlich der Mantelschicht, betrug 125 μm. Der Kern befand sich etwa 30 μm vom Zentrum. Die Brechungsindexverteilung der Faser war von dem gleichen „W-Typ", wie schematisch in den 5a5c gezeigt, d. h. mit einem Mantelbereich G mit abgesenktem Brechungsindex neben dem Faserkern.
  • In 2 zeigt der Graph C70 zunächst die Übertragung für die vorgenannte außermittige Faser, die ohne Verdrehung eine Wicklung um eine Rolle mit einem Durchmesser von etwa 70 mm aufgewickelt worden ist. Daher kann der Graph C70 als mit der Leistung eines Faserfilters des Standes der Technik übereinstimmend angesehen werden, wie etwa schematisch in 1 mit Graph P gezeigt. Der Graph TC70 zeigt die Übertragung der gleichen Faser in einer ansonsten gleichartigen Situation, außer dass in diesem Fall die Faser erfindungsgemäß um ihre Längsachse verdreht war. Nach dem Aufwickeln wurde die Faser so verdreht, dass die Faser eine Verdrehung von etwa 720° um ihre Längsachse im Wesentlichen gleichmäßig über ihre aufgewickelte Länge erfuhr. Mit anderen Worten wurde die Faser zunächst eine Windung um die 70 mm-Rolle aufgewickelt. Dann wurde die Faser von dem Anfangspunkt der Windung an der Rolle befestigt und wurde die Faser etwa zwei volle Schläge ab dem Punkt dicht beim Endpunkt der Wicklung verdreht. Es ist deutlich ersichtlich, dass der Graph TC70 viel erstrebenswerteren Übertragungseigenschaften entspricht als der Graph C70.
  • Zum Vergleich enthält 2 auch die zusätzlichen Graphe MS70 und MS150. Diese Graphe entsprechen aufgewickelten, jedoch nicht verdrehten Fasern mit Rollendurchmessern von etwa 70 beziehungsweise 150 mm. Die Beschichtung dieser Fasern wurde abgestrippt und Tauchöl wurde weiter zum Modenabstreifen benutzt, d. h. zur Eliminierung der Mantelmoden.
  • Im folgenden werden unter Verweis auf die 3a5c die grundlegenden physikalischen Phänomene hinter der Erfindung zusammen mit einigen möglichen Ausführungsformen der Erfindung weiter erläutert.
  • Die 3a, 3b beschreiben konzeptionell die Ausbreitung von Licht in einer im Wesentlichen geraden und radial symmetrischen Faser 30, die einen Kernbereich CR und einen Mantelbereich CL umfasst. 3a zeigt in ihrem oberen Abschnitt das Brechungsindexprofil R und das entsprechende Modenfeld M der Faser 30. In diesem Fall umfasst das Brechungsindexprofil R einen schmalen Mantelbereich G mit abgesenktem Brechungsindex in dem Mantel neben dem Faserkern. In diesem Mantelbereich G mit abgesenktem Brechungsindex ist der Brechungsindex so eingestellt, dass er etwas niedriger ist als in den anderen äußeren Teilen des Mantelbereichs CL. Solche Brechungsindexprofile R vom „W-Typ" mit einem gewissen abgesenkten Bereich G im Brechungsindex um den Faserkern sind als solche aus dem Stand der Technik bekannt. 3b zeigt jeweils in ihrem oberen Abschnitt konzeptionell die Kernmodenausbreitungskonstante PCR und die Mantelmodenausbreitungskonstanten PCL, dargestellt mit durchgezogenen horizontalen Linien.
  • Wenn die Wellenlänge des Lichts sich verändert, beeinflusst dies die Kernmodenausbreitungskonstante PCR auf bekannte Weise. Dieser Effekt ist in 3b mit Pfeil A angedeutet. Die Kernmodenausbreitungskonstante PCR ist im Wesentlichen linear von der Wellenlänge abhängig. Wenn die Kernmodenausbreitungskonstante PCR abnimmt, so steigt der Betrag von Modenfeld M in dem Mantelbereich CL exponentiell an. Wenn die Wellenlänge von Licht ansteigt, wird die Kernmodenausbreitungskonstante PCR kleiner, und wenn die Kernmodenausbreitungskonstante PCR und die der Mantelmoden PCL zusammenfallen, liegt eine starke Kopplung von der Kernmode zu den Mantelmoden vor. Der Betrag des Modenfelds in dem Mantelbereich CL ergibt den Kopplungskoeffizienten zwischen der Kernmode und den Mantelmoden. Falls und wenn die Ausbreitungskonstanten für die Kernmode und eine Mantelmode die gleichen sind, beginnt die Energie zwischen diesen beiden Moden hin- und herzugehen.
  • Die 4a, 4b beschreiben auf gleichartige konzeptionelle Weise die Ausbreitung von Licht in einer in Längsrichtung gekrümmten und radial symmetrischen Faser 40. Daher beschreiben die 4a, 4b die grundlegenden Phänomene, welche den Betrieb eines gewickelten Faserfilters des Standes der Technik abdecken.
  • Aus den 4a, 4b ist ersichtlich, dass die Krümmung der Faser 40 (links in den 4a, 4b und auch in den 5a5c) einen Anstieg im Brechungsindex in der äußeren Biegung der Faser 40 verursacht. Daher wird das Brechungsindexprofil R gekippt, wie schematisch in den oberen Abschnitten der 4a, 4b gezeigt. Entsprechend werden die Ausbreitungskonstanten der Moden in dem Mantelbereich CL in der äußeren Biegung erhöht. Dies senkt die Grenzwellenlänge für eine aufgewickelte und gekrümmte Faser.
  • Die in den 1 und 2 (Graphen P beziehungsweise C70) gezeigten „Interferenz" Spitzen treten aufgrund der Tatsache auf, dass nur eine finite Anzahl von Ausbreitungsmoden in der Mantelschicht CL besteht. Daher werden für gewisse Wellenlängen über der Grenzwellenlänge die Bedingungen derart, dass die Lichtenergie in der Lage ist, sich nur bei gewissen Gelegenheiten an die Mantelschicht CL (und zurück) zu koppeln, wenn sie sich über die Länge der Faser 40 bewegt. Mit anderen Worten, wenn eine gewisse Länge der Faser 40 in Betracht gezogen wird, werden die verschiedenen Wellenlängen in Bezug auf die Kopplung zwischen dem Kern CR und dem Mantel CL und in Bezug auf den sich daraus ergebenden Verlust an Licht von dem Kern CR ungleich behandelt.
  • Die 5a5c beschreiben nun konzeptionell die Ausbreitung von Licht in einer in Längsrichtung gekrümmten und radial asymmetrischen Faser 50, die erfindungsgemäß weiter um ihre Längsachse verdreht worden ist. Die 5a5c beschreiben drei verschiedene Situationen mit einer relativen Verdrehung von etwa 90° zwischen den 5a und 5b, und wieder das gleiche zwischen den 5b und 5c.
  • Aufgrund der Verdrehung der Faser 50 an verschiedenen Stellen entlang der Faserlänge kann festgestellt werden, dass die Kernmodenausbreitungskonstante PCR sich im Vergleich zu den Mantelmoden PCR bewegt hat. Der Grund dafür ist, dass, beim Bewegen über die Länge der verdrehten und aufgewickelten Faser 50, der Kern CR sich im Vergleich zu der äußeren gekrümmten Oberfläche (Mantelfläche) der Faser in verschiedene Positionen bewegt (siehe untere Abschnitte von 5a5c). Dies bringt die Kopplung zwischen der Kernmode und einem gewissen Satz der Mantelmoden „auf einen Durchschnitt". Jetzt „sehen" über der Grenzwellenlänge im Wesentlichen alle Wellenlängen, d. h. im Wesentlichen alle Kernmodenausbreitungskonstanten PCR, zeitweilig einen gleichen Betrag an Übereinstimmung mit den Mantelmoden PCL. Mit anderen Worten, wenn eine gewisse Länge der Faser 50 in Betracht gezogen wird, bestehen immer solche Mantelmoden, die zulassen, dass das Licht von dem Kern an den Mantel gekoppelt wird. Daher weist die Übertragung der Faser 50 über der Grenzwellenlänge ein glatt absteigendes Verhalten ohne störende Interferenzspitzen auf.
  • In den unteren Abschnitten der 5a5c bildet das schraffierte Gebiet CA die Querschnittsfläche ab, worin die Mantelmodenausbreitungskonstanten PCL gleich oder höher sind als die Kernmodenausbreitungskonstante PCR. In diesen Situationen haben die Kern- und Mantelmoden die Möglichkeit zur Übereinstimmung, und Energie kann sich vom Kern zur Mantelschicht bewegen.
  • Damit die Verdrehung in Längsrichtung der Faser 50 den gewünschten Effekt hat, muss die Faser 50 einen gewissen Grad radialer Asymmetrie aufweisen. In der in den 5a5c beschriebenen Ausführungsform wird die radiale Asymmetrie durch Verwendung einer optischen Faser 50 mit einem außermittigen Kern CR erzielt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen beschränkt, sondern es können auch andere Mittel zum Vorsehen radialer Asymmetrie der Brechungsindexverteilung angewendet werden. Beispielsweise kann radiale Asymmetrie in einer Faser durch Vorsehen einer Mantelschicht CL erzielt den, wo der Brechungsindex in einer radial asymmetrischen Weise schwankt. Radiale Asymmetrie kann auch durch Verwendung solcher Faserstrukturen erzielt werden, wo der Querschnitt des Faserkerns CR und/oder des Fasermantels CL nicht kreisförmig ist. Solche Fasern sind beispielsweise aus gewissen polarisationsempfindlichen Anwendungen bekannt, wo der Faserkern nicht kreisförmig ist, oder mantelgepumpten Fasern, wo der Fasermantel nicht kreisförmig ist.
  • Es ist anzumerken, dass, selbst wenn die in den 5a5c dargestellte Faser 50 den Mantelbereich G mit abgesenktem Brechungsindex in der Mantelschicht neben dem Faserkern beinhaltet, dies keine absolute Notwendigkeit für einen erfindungsgemäßen Faserfilter ist. Eine solche Struktur ist jedoch in vielen Anwendungen zu bevorzugen, da sie den Filtereffekt schärfer macht.
  • Die derzeitige Erfindung ist vor allem zur Verwendung als verteilter Spektralfilter bei mantelgepumpten Faserverstärkern geeignet, da die Faserstruktur jetzt die Ausbreitung des Pumplichts in der Mantelschicht gestattet. Für einen Fachmann ist es deutlich, dass die Erfindung verglichen mit den Lösungen des Standes der Technik die Möglichkeiten zur Optimierung der Faserfilterstrukturen erheblich erweitert. Ohne „Interferenz"-Spitzen können die Grenzwellenlänge und die Dämpfungseigenschaften des Faserfilters frei gestaltet und gemäß den jeweiligen Anforderungen feinabgestimmt werden.
  • Die Erfindung ermöglicht es auch, sehr große Faserkerngestaltungen (> 10 um) zu verwenden, die höhere Laserenergien ohne durch nichtlineare optische Phänomene erzeugte Probleme handhaben können.
  • Ein wichtiger Nutzen der Erfindung ist, dass die erfindungsgemäßen Faserfiltervorrichtungen auch in der Praxis einfach zu fertigen sind. Zusätzlich zum Aufwickeln einer optischen Faser muss die Faser nur vor, während oder nach dem Aufwickelvorgang um ihre Längsachse verdreht werden. Die Stärke des Effekts kann durch Auswählen des Betrags der Verdrehung (Grade oder Schläge) pro eine gewisse Länge der Faser eingestellt werden. Die Verdrehung kann so angeordnet werden, dass sie über die gesamte Länge der Faser gleichmäßig erscheint, oder dass sie nur auf gewisse Teile der Faser konzentriert wird. Bei einem Faserfilter, wobei mehrere Wicklungen um eine Rolle herum aufgewickelt sind, kann die Verdrehung so angeordnet werden, dass sie über alle aufgewickelten Wicklungen oder nur auf einige oder eine der aufgewickelten Wicklungen verteilt wird. Abhängig von dem Betrag radialer Asymmetrie der Faser kann der Betrag der Verdrehung frei eingestellt werden, um gewünschte Übertragungseigenschaften zu erzielen. Diese und andere Parameter, einschließlich der Länge und der optischen Eigenschaften der Faser, können frei gewählt werden.
  • Obwohl die Erfindung vorangehend in Hinsicht auf ausgewählte Typen von Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden ist, versteht es sich, dass diese Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und dass ein Fachmann andere Faserfiltervorrichtungen konstruieren könnte, unter Nutzung anderer Techniken als der hierin spezifisch offenbarten, ohne den Gedanken und die Reichweite der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es versteht sich daher, dass von den Fachleuten in der Technik verschiedene Weglassungen und Ersetzungen und Veränderungen an der Form und den Einzelheiten der dargestellten Filtervorrichtungen sowie an deren Betrieb vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. Es ist daher beabsichtigt, die Erfindung nur auf die durch die Reichweite der hieran beigefügten Ansprüche angedeutete Weise einzuschränken.

Claims (13)

  1. Verfahren zur spektralen Filterung basierend auf optischen Fasern, wobei ein optisches Faserstück (40), das zumindest einen Kernbereich (CR) umfasst, der von einem Mantelbereich (CL) umgeben ist, entweder vollständig oder zum Teil über seine Länge hinweg aufgewickelt ist, so dass die Faser eine Längsbiegung erfährt, wodurch die optischen Übertragungseigenschaften der Faser beeinflusst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (50) so angeordnet ist, dass sie eine radialasymmetrische Brechungsindexverteilung (R) aufweist, und dass die Faser nicht nur in Längsrichtung aufgewickelt ist, sondern auch entweder vollständig oder zum Teil über ihre Länge hinweg um ihre Längsachse verdreht ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen radial außermittig angeordneten Kernbereich (CR) aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen nicht-kreisförmigen Kern-(CR) oder Mantelbereich (CL) aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) so angeordnet ist, dass sie im Mantelbereich (CL) einen Bereich (G) mit niedrigem Brechungsindex aufweist, der in der Umgebung des Kernbereichs (CR) angeordnet ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) eine Singlemode-Faser ist.
  6. Einrichtung basierend auf optischen Fasern zur spektralen Filterung, umfassend ein optisches Faserstück (40), wobei die Faser zumindest einen Kernbereich (CR) umfasst, der von einem Mantelbereich (CL) umgeben ist, und wobei die Faser entweder vollständig oder zum Teil über ihre Länge hinweg aufgewickelt ist, so dass die Faser eine Längsbiegung erfährt, wodurch die optischen Übertragungseigenschaften der Faser beeinflusst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (50) so angeordnet ist, dass sie eine radialasymmetrische Brechungsindexverteilung (R) aufweist, und dass die Faser nicht nur in Längsrichtung aufgewickelt ist, sondern auch entweder vollständig oder zum Teil über ihre Länge hinweg um ihre Längsachse verdreht ist.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen radial außermittig angeordneten Kernbereich (CR) aufweist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen nicht-kreisförmigen Kern- (CL) oder Mantelbereich (CL) aufweist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) im Mantelbereich (CL) einen Bereich (G) mit niedrigem Brechungsindex aufweist, der in der Umgebung des Kernbereichs (CR) angeordnet ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) eine Singlemode-Faser ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) eine Seltenerdmetall-dotierte aktive Faser ist.
  12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen Verteiler-Faserfilter in einem optischen Faserverstärker umfasst.
  13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Faser (50) einen Teil eines mantelgepumpten optischen Faserverstärkers ausmacht.
DE60317216T 2002-09-04 2003-09-04 Verfahren und einrichtung zur spektralen filterung Expired - Lifetime DE60317216T2 (de)

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