DK168315B1 - Elektrisk afstembar optisk fiberstruktur og fremgangsmåde ved dens fremstilling - Google Patents
Elektrisk afstembar optisk fiberstruktur og fremgangsmåde ved dens fremstilling Download PDFInfo
- Publication number
- DK168315B1 DK168315B1 DK516388A DK516388A DK168315B1 DK 168315 B1 DK168315 B1 DK 168315B1 DK 516388 A DK516388 A DK 516388A DK 516388 A DK516388 A DK 516388A DK 168315 B1 DK168315 B1 DK 168315B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- core
- optical
- electrodes
- fiber
- fiber structure
- Prior art date
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 59
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 40
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 86
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000634 wood's metal Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3131—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure in optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
i DK 168315 B1
Opfindelsen angår elektrisk afstembare optiske fiberstrukturer og en fremgangsmåde til fremstilling af disse.
Når to identiske fiberkerner til enkelt-5 modefiber er anbragt inden for en fælles beklædning (materialet til disse kerner har større brydningsindeks end beklædningen), og når fiberkernerne befinder sig tilstrækkeligt nær hinanden og der tilføres et signal, ved man, at der opstår optisk kobling mellem fiberker-10 nerne. Når der tilføres optisk energi til den ene fiberkerne, vandrer energien primært i selve kernen, men også til en vis grad i den beklædning, der omgiver kernen, hvorfor denne kerne faktisk skaber en optisk bane, der er noget bredere end selve kernen. Når fiberkerner-15 ne befinder sig tilstrækkeligt nær hinanden,vil de optiske baner reelt overlappe hinanden, hvorfor der efterhånden overføres mere og mere lys fra den ene til den anden bane. Hele eller praktisk taget hele den optiske energi vil herved overføres fra den ene bane til 20 den anden, hvorfor energimængden over en .fiberstrækning progressivt svinger fra 100% i den ene bane til 100% i den anden bane. Den banelængde,over hvilken energien overføres fra den ene bane til den anden og tilbage, betegnes "beat length" (stødlængde) og den andrager ty-25 pisk nogle få mm til nogle få cm. Denne stødlængde afhænger af bølgelængden. Hvis der derfor tilføres indgangen til en sådan optisk fiber et signal på flere bølgelængder, vil der et sted, der befinder sig flere stødlængder længere frem i fiberen, være 100% af den 30 ene bølgelængde, der vandrer i den ene optiske bane, medens i det mindste en del af de andre bølgelængder forplanter sig i den anden bane. Hvis man så afslutter fiberen på det pågældende sted, kan der opnås en vis grad af udfiltrering af den ene bølgelængde fra de 35 andre.
Dette princip er blevet udnyttet (jfr. K. Okamo-to og J. Koda in Electronics Letters, 13 feb. 1986, DK 168315 B1 2
Bind 20, nr. 4) til at skabe en fiberstruktur med bølgelængdefiltereffekt/ ved at koble ende-til-ende skiftende strækninger af fiber med dobbelt kerne og fiber med enkelt kerne,og ved at bringe fiberstrækninger-5 ne med enkelt kerne til fra den foregående strækning at overføre det udfiltrerede lys fra en af de to kerner til en af de to kerner i den næste dobbeltkerne-fiber.
Hver strækning med dobbeltkerne har en sådan længde, at det er den samme "valgte" bølgelængde der udfiltreres, 10 således at hver strækning med dobbelt kerne effektivt fjerner en yderligere andel af nævnte bølgelængder, undtagen netop den valgte bølgelængde. Herved kan der fra ende til ende af et sådant filter opnås et relativt snævert pasbånd, hvis antallet af fiberstrækninger med 15 dobbelt-kerne er tilstrækkelig stort. Dog står det klart, at udformningen af sådanne filtre er relativt indviklet og kostbar.
Den i relation til den ovenfor beskrevne konstruktion med bølgelængde-betinget filtereffekt gentag-20 ne og totale overføring af optisk energi fra en lysbane til en anden lysbane forekommer kun ved én bølgelængde, ved hvilken der er de samme udbredelseskonstanter i begge baner.
Udbredelseskonstanten i en enkeltmode-fiber er 25 en indikation af den hastighed, hvormed lyset forplanter sig i denne bane, og den er en funktion af parametrene for fiberkernen og for den beklædning, der omgiver kernen. For en given struktur varierer udbrededel-seskonstanten med bølgelængden og det er velkendt, at 30 dens værdi ved en given bølgelængde samt det omfang, hvori den varierer som funktion af bølgelængden, til en vis grad kan bestemmes ved et passende valg af kernematerialet, kernediameteren, beklædningsmaterialet og brydningsindeksprofilen i kernen og i den omgivende 35 beklædning.
I den ovenfor beskrevne konstruktion var udbredelseskonstanterne for begge baner de samme ved alle DK 168315 B1 3 bølgelængderne, eftersom de to optiske baner var identiske.
En artikel "Two-Core Optical Fibres: Experiment", side 84, Journal of the Optical Society of 5 America, jan. 1985, omhandler en dobbeltkerne-struktur, hvor udbredelseskonstanterne kun er ens ved én given bølgelængde. Som følge heraf vil alle de andre bølgelængder holdes tilbage i den lysbane, hvori de oprindeligt blev indført, medens den givne bølgelængde, som 10 strukturen skal udfiltrere, skifter mellem de to baner, og kan separeres fra de øvrige bølgelængder, hvis fiberstrækningen afsluttes et sted, hvor det meste af energien ved netop den givne bølgelængde forplanter sig i en bane modsat alle de øvrige bølgelængder. Den givne 15 bølgelængde er fastlagt af den fysiske udformning af fiberen.
Et indlæg af R.C. Alferness og R.V. Schmidt i Applied Physics Letters 33(2), 15. juli 1978, omhandler et optisk bølgelængdefilter, hvori den centrale bølge-20 længde i pasbåndet elektrisk kan ændres eller afstem mes. Dette filter er konstrueret som integreret optik, der ikke egner sig til fiberstrukturer.
Det har hidtil ikke været muligt at skabe en optisk fiberstruktur, hvori koblingen mellem to kerner 25 kunne afstemmes eller justeres efter færdiggørelse af strukturen, og det er opfindelsens formål at skabe en sådan struktur.
Med henblik herpå angår opfindelsen en elektrisk afstembar optisk fiberstruktur af den art, der omfatter 30 en længde optisk fiber med to optiske enkeltmode-kerner i konstant afstand fra hinanden og omgivet af en fælles beklædning således, at der dannes to optiske baner, og hvor de optiske egenskaber for i det mindste kernerne er forskellige således, at de to optiske baner er bi-35 bragt forskellige udbredelseskonstanter, hvis værdier falder sammen ved en given bølgelængde, hvorved optisk DK 168315 B1 4 energi ved denne bølgelængde overføres oscillerende mellem de to kerner, hvilken fiberstruktur ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at der inden i beklædningen er tilvejebragt to elektroder, der er således 5 beliggende, at der er mindst én kerne mellem disse elektroder, med henblik på påtrykkelse af et elektrisk felt på den pågældende kerne.
ved i selve fiberen og tæt ved kernen at anbringe elektroder, kan man tværs over kernen tilvejebringe 10 et relativt kraftigt elektrisk felt, selv med en relativt lav spænding mellem elektroderne. Selv under hensyntagen til de begrænsninger, der knytter sig til de materialer, man anvender til fiberen, for herved at opnå de ønskede optiske egenskaber og for at skabe fi-15 beren, kan man opnå, at den pågældende kernes udbredelseskonstant på grund af den elektro-optiske effekt forskyder sig, dvs. man kan opnå en forskel i udbredelses-kontanten for den ene kerne eller for begge kerner, hvorved der opnås en detekterbar forskydning i den cen-20 trale koblingsbølgelængde, dvs. at strukturen herved kan afstemmes.
Omfanget af gennemførlig bølgelængdeforskydning kan forøges ved brug af bløde glasarter for den eller de afstembare kerner og for beklædningen. Dette beskri-25 ves nærmere senere.
I henhold til en hensigtsmæssig udførelsesform kan længden af den optiske fiber være således bestemt, at når der tilføres optisk energi til den ene kerne i den ene ende af fiberen, vil energien primært vandre i 30 den anden kerne ved den modstående ende af fiberen, således at strukturen kan fungere som bølgelængdefilter, hvis filterfrekvens kan afstemmes elektrisk.
Man har således, på grund af filterets fibermæssige struktur, for første gang mulighed for at koble et 35 elektrisk afstembart bølgelængdefilter til bestanddelene i et optisk fibersignalbehandlingsudstyr.
DK 168315 B1 5 I praksis vil bølgelængder, der ligger i umiddelbar nærhed af den for hvilken filteret er designet, til en hvis grad overføres igennem filtret. Imidlertid kan båndpasbredden reduceres ved at lade udbredelses-5 konstanterne for de to optiske baner divergere så skarpt som muligt fra hinanden på begge sider af den bølgelængdeværdi, ved hvilken de faktisk falder sammen.
Da mindre end 100% af energien ved samtlige bølgelængder, bortset fra den givne bølgelængde endvidere overfø-10 res gentagne gange mellem de to optiske baner, vil båndbredden også reduceres ved forøgelse af antallet af energioverføringer eller stød, der forekommer mellem indgangen til og udgangen fra filteret. Dette kan opnås enten ved blot at øge længden af fiberen, eller ved at 15 formindske afstanden mellem fiberkernerne, hvilket mindsker stødlængden og derfor øger antallet af stød pr. længdeenhed. Af hensyn til en nem fremstilling, foretrækker man at øge længden af fiberen for at indsnævre pasbåndet, fordi der herved stilles mindre toleran-20 cemæssige krav til den fornødne længde af fiberen (på grund af den relativt store stødlængde), og der ikke stilles krav til øget præcision i kerneplaceringen, som man ellers ville kræve, hvis kernerne blev placeret tæt ved hinanden for at give den samme effekt. Der er imid-25 lertid praktiske betragtninger, der begrænser den maksimale længde af filteret, og for yderligere mindskning af båndbredden, er der behov for at mindske afstanden mellem fiberkernerne.
Opfindelsen angår også en fremgangsmåde ved 30 fremstilling af en elektrisk afstembar, optisk fiberstruktur, hvilken fremgangsmåde indbefatter tilvirkning af to kernestave, der indeholder optiske kerner, som har forskellige optiske egenskaber, indføring af disse stave i kanaler i en indre beklædning, formning af 35 yderfladen af denne beklædning i ikke-cirkulær facon, enten før eller efter nævnte indføring, indsætning af DK 168315 B1 6 denne beklædning i et indvendigt cirkulært rør, med henblik på dannelse af mellemrum i nærheden af de ikke-cirkulære dele af beklædningen, trækning af den således opnåede enhed og fyldning af mellemrummene mellem den 5 trukne form af den indre beklædning og røret med elektrodemateriale .
Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor fig. 1 viser et tværsnit gennem en elektrisk af-10 stembar, optisk fiberstruktur i henhold til opfindelsen, fig.. 2a og 2b angiver udbredelseskonstanter som funktion af bølgelængden, til brug i den i fig. 1 viste struktur, 15 fig. 3 viser det snævre og det bredere pasbånd man kan opnå under brug af de i fig. 2a og 2b anviste udbrededelseskonstanter, fig. 4a og 4b viser, hvorledes udbredelseskonstanterne og pasbåndene for et filter i den i fig. 1 20 viste struktur kan ændres, fig. 5 illustrerer et trin i fremstillingen af en optisk fiberstruktur af den i fig. 1 viste art, og fig. 6 en anden type elektrisk afstembar, optisk fiberstruktur i henhold til opfindelsen.
25 Den i fig. 1 viste optiske fiber har to optiske kerner 1 og 2 indenfor en fælles beklædning 4.
Kernerne 1 og 2 befinder sig i konstant afstand fra hinanden over hele længden af fibrene. Som tidligere nævnt, vil hver kerne skabe sin egen optiske bane, der 30 strækker sig i sideretningen fra den pågældende kerne, og er afstanden mellem kernerne tilstrækkelig lille til at disse optiske baner overlapper hinanden, kan der, som angivet foroven, overføres optisk energi mellem kernerne.
35 Materialet til, diameteren af, og brydningsin deksprofilen for hver kerne vælges - på i og for sig DK 168315 B1 7 kendt måde - i relation til den pågældende kerne, således at der for de to kerner er forskellige udbredelseskonstanter. Fig. 2a illustrerer det tilfælde, hvori kernerne er således udformede, at deres af bølgelængden 5 afhængige udbredelseskonstanter falder sammen ved en bølgelængde Xc, men divergerer ikke meget skarpt fra hinanden til begge sider for denne bølgelængde. I modsætning dertil illustrerer fig. 2b et tilfælde, hvor udbredelseskonstanterne vælges således, at de falder 10 sammen ved bølgelængden Xc, men divergerer skarpt fra hinanden til begge sider for denne bølgelængde.
Hvis det antages at der tilføres den ene kerne, eksempelvis kernen 1, i den ene ende af fiberen et stort antal bølgelængder, vil der - i henhold til det 15 ovenfor forklarede princip for kobling mellem kernerne - i den "filtrerede" kerne 2, ved et punkt der i fiberen befinde sig i et helt antal stødlængder af bølgelængden kc længere frem, være en spredning af bølgelængder som vist i fig. 3. Med den punkterede streg vi-20 ses den bredere bølgelængdes spredning, der i tilfældet af fig. 2a ville blive filtreret i kernen 2, når udbredelseskonstanterne for de to kerner ligger tæt op ad hinanden indenfor et bredt bånd. Den fuldt optrukne streg viser det snævre pasbånd, der opnås når udbre-25 delseskonstanterne afviger skarpt fra hinanden i afhængighed af bølgelængden, jfr. fig. 2b.
Båndpasbredden bestemmes ikke alene af relationen mellem de to udbredelseskonstanter, men også af afstanden mellem de to kerner, og når fiberstrukturen 30 skal danne en separat filterkomponent i et optisk fibersystem, afhænger den også af den totale længde af fiberen, der danner filteret.
Med henblik på afstembarhed er der i selve fiberstrukturen indlagt to metalelektroder 6 og 8.
35 Begge disse elektroder har en sådan beliggenhed, at begge kerner 1 og 2 befinder sig mellem disse DK 168315 B1 8 elektroder. Selvom det glasmateriale, der benyttes til dannelse af kernerne 1 og 2, kun udviser en relativt lille elektro-optisk effekt under påtrykkelse af et elektrisk felt, kan feltstyrken ikke desto mindre gøres 5 tilstrækkelig stor i relation til den over elektroderne påtrykte spænding, når elektroderne placeres inden i selve fiberen. Når der påtrykkes en spænding over elektroderne, vil den elektro-optiske effekt bevirke en ændring i brydnings indekset for hver kerne, og dermed 10 en forskydning i udbredelseskonstanterne for begge kerner, jfr. fig. 4a. Som følge heraf, vil der også være en tilsvarende forskydning af centerfrekvensen i fil-terpasbåndet, jfr. fig. 4b.
Den elektro-optiske effekt bevirker faktisk en 15 differentiel ændring i brydnings indeks mellem lys, der er polariseret vinkelret på elektroderne og lys, der er polariseret parallelt med elektroderne (dvs. lodret og vandret i forhold til den i fig. 1 viste fiber). Brydningsindeksforskydningen er større for lys, hvis pola-20 risationsplan strækker sig vinkelret på elektroderne, og for at drage nytte af den med denne polarisation opnåelige større forskydning, er det hensigtsmæssigt at forsyne fiberen med lys, der kun er polariseret i dette plan. Alternativt kan lys, der er polariseret parallelt 25 med elektroderne udfiltreres ved filterets udgangsende, hvis man anvender en analyzer, hvorved der kun efterlades lys, der er polariseret vinkelret på elektroderne.
For at forøge den opnåelige maksimale frekvensforskydning, kan der til kernerne og til beklædningen 30 anvendes bløde glasarter (f.eks. blyglas), idet mange af disse glasarter udviser en elektro-optisk effekt, der er mange gange større end hos de hårde glasarter, der sædvanligvis benyttes til optiske fiberkerner og -beklædning. For yderligere at øge den maksimale frek-35 vens forskydning, er det hensigtsmæssigt at vælge en glasart, der har en positiv elektro-optisk koefficient DK 168315 B1 9 for den ene kerne og negativ elektro-optisk koefficent for den anden kerne, fordi dette vil, for et givet po-lalrisationsplan bevirke, at brydningsindeksværdierne og udbredelseskoefficienterne for begge kerner forsky-5 des i indbyrdes modsatte retninger under påtrykkeisen af feltet.
Det bemærkes, at en given længde af filterfiber kun egner sig til udfiltrering af en enkelt centerbølgelængde. Da den centrale, filtrerede bølgelængde imid-10 lertid ændres elektrisk, indebærer dette at fiberstrækningen til en vis grad bliver uegnet, fordi der opstår en reduktion i transmissionen af den filtrerede centerbølgelængde. Man kan afhjælpe denne vanskelighed ved at øge stødlængden, eksempelvis ved at de optiske kerner 15 placeres længere bort fra hinanden.
Fig. 5 tjener til at forklare, hvorledes den i fig. 1 viste fiberstruktur fremstilles. Man fremstiller to kernestave, eksempelvis ved påføring af glasmateriale, der har passende egenskaber for den pågældende ker-20 ne indvendigt i respektive bærerør af siliciumoxid under anvendelse af en modificeret, kemisk damppåføringsproces. Derefter bortætses det meste af det bærende rørmateriale, således at der kun efterlades en relativt tynd beklædning om den centrale optiske kerne, eftersom 25 der er behov for at placere de to optiske kerner forholdsvis tæt ved hinanden. Derefter opvarmes de to stave i en ovn, og de trækkes således, at de får en diameter på nogle få mm.
En stav 10 af meget rent siliciumoxid - til at 30 begynde med har denne stav cirkulær tværsnitsform -maskinbearbejdes til dannelse af to modstående plane flader 12, og ved ultralydteknik tilvejebringes der to langsgående kanaler 14 og 16. De to trukne kernestave, som er blevet trukket til en diameter svarende 35 til inderdiameteren i kanalerne, henholdsvis 14 og 16, indføres i disse kanaler, og den samlede enhed DK 168315 B1 10 placeres i et rør 18 af siliciumoxid. Den komplette enhed trækkes derefter til en tilstrækkelig lille diameter til opnåelse af enkelt-modefunktion over hele ar-bejdsbølgelængdeområdet for filteret.
5 Hvis man fremstiller den mere følsomme version, dannes kernerne af stave af blødt glas, og de indsættes i kanaler i en beklædningsstav af blødt glas med lavere brydningsindeks, hvorpå det hele placeres i et omgivende rør af blødt glas.
10 Den resulterende fiber vises i fig. 1, men den har mellemrum til elektroderne 6 og 8 som vist. Disse mellemrum fyldes med et metal med lavt smeltepunkt, f.eks. Wood's metal eller Indium/Gallium-blan-ding, hvilket finder sted ved at fiberstrækningen pla-15 ceres i et opvarmet kammer, med den ene ende liggende i det flydende metal samtidigt med, at der udøves overtryk ved denne ende eller undertryk ved den modstående ende af fiberen. Herved pumpes det flydende metal op i disse mellemrum og metallet størkner til dannelse af 20 elektroderne 6 og 8, når fiberen afkøles.
Det skal bemærkes, at de to cirkler 1 og 2 der i fig. 1 angiver de optiske kerner, repræsenterer det optiske kernemateriale med højt brydningsindeks.
Når fiberen fremstilles med den under henvisning til 25 fig. 5 angivne stav-i-rør-proces under anvendelse af kernestave, der er dannet ved kemiske damppåføring i de tilhørende bærerør, vil yderfladen på de to stave (i deres trukne form) faktisk befinde sig lidt udenfor de cirkler, hvormed man angiver de to optiske kerner 1 30 og 2.
Pig. 6 viser en anden udførelsesform for en elektrisk afstembar fiber i henhold til opfindelsen. Kernen 1 er placeret mellem elektroder 20. Denne struktur kan fremstilles på tilsvarende måde som i fig.
35 5, men i stedet for ved maskinbearbejdning at tilveje bringe to plane flader 12 på staven 10, er der med DK 168315 B1 11 ultralyd boret to kanaler på begge sider af kanalen 14. Disse kanaler fyldes med metal til dannelse af elektroderne 20 efter trækning af fiberen. Med denne udformning vil påtrykkeisen af en spænding mellem elek-5 troderne 20 kun forskyde den ene af udbredelseskonstanterne til den position, der i fig. 4 er angivet med en stiplet streg, således at der med en given spænding, og set i relation til den i fig. l viste struktur, kan opnås et andet og eventuelt større omfang af forskyd-10 ning af centerbølgelængden. Under henvisning til fig.
2a og 2b skal det yderligere bemærkes, at der kan opnås et større omfang af bølgelængdeforskydning, når kurverne for udbredelseskonstanterne divergerer mindre fra hinanden, som vist i fig. 2a, end mere fra hinanden, 15 som vist i fig. 2b, men der vil altid være en tilsvarende udvidelse af pasbåndet. I denne struktur består kernerne af glasmateriale med positiv elektro-optisk koefficient, medens beklædningen består af glas med negativ elektro-optisk koefficient hvilket bevirker, at 20 brydningsindekserne i kernen i feltet og i beklædningen forskydes i indbyrdes modsatte retninger, hvilket ændrer udbredelseskonstanten mere, end hvis der kun var forskydning i selve kernen. Den samme virkning kan opnås, hvis man anvender kerner med negativ koefficient 25 og beklædning med positiv koefficient.
Med henblik på påtrykkelse af en spænding over elektroderne 6 og 8 i fig. 1 eller elektroderne 20 i fig. 6 kan en del af fiberens beklædning lokalt ætses bort under anvendelse af hydrogenfluorid, indtil en 30 zone på overfladen af elektroderne blottes, hvorpå der med ultralyd foretages påsvejsning af tynde ledere 22 på elektroderne, hvilket vises i fig. 6, hvor den del af beklædningen der bortætses, vises med punkteret streg.
35 Fig. 6 viser også, med punkteret streg, et andet par elektroder 24, der befinder sig på hver sin side
Claims (10)
1. Elektrisk afstembar optisk fiberstruktur af den art, der omfatter en længde optisk fiber med to op- 15 tiske enkeltmode-kerner (1,2) i konstant afstand fra hinanden og omgivet af en fælles beklædning (4) således, at der dannes to optiske baner, og hvor de optiske egenskaber for i det mindste kernerne er forskellige således, at de to optiske baner er bibragt forskellige 20 udbredelseskonstanter, hvis værdier falder sammen ved en given bølgelængde, hvorved optisk energi ved denne bølgelængde overføres oscillerende mellem de to kerner, kendetegnet ved, at der inden i beklædningen er tilvejebragt to elektroder (6,8,20), der er således 25 beliggende, at der er mindst én kerne mellem disse elektroder, med henblik på påtrykkelse af et elektrisk felt på den pågældende kerne.
2. Fiberstruktur ifølge krav 1, kendetegnet ved, at længden af optisk fiber er af en 30 sådan art, at når der tilføres optisk energi på given bølgelængde til den ene kerne i den ene ende af fiberen vandrer energien primært i den anden kerne i den modsatte ende af fiberen, hvorved strukturen kan fungere som et bølgelængdefilter, hvis filterfrekvens er elek-35 trisk afstembar.
3. Fiberstruktur ifølge krav l eller 2, kendetegnet ved, at de to elektroder (6,8) er så DK 168315 B1 13 ledes beliggende, at de to kerner (1,2) befinder sig mellem disse elektroder.
4. Fiberstruktur ifølge krav 3, kende tegnet ved, at den ene kerne har en positiv 5 elektro-optisk koefficient og den anden kerne en negativ elektro-optisk koefficient.
5. Fiberstruktur ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de to elektroder (20) er således beliggende, at der kun er én kerne (1) placeret 10 mellem disse elektroder.
6. Fiberstruktur ifølge krav 5, kende tegnet ved, at den mellem elektroderne (20) beliggende kerne (1) har en positiv elektro-optisk koefficient og beklædningen en negativ elektro-optisk koef- 15 ficient, eller omvendt.
7. Fiberstruktur ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved yderligere to elektroder (24) med den anden kerne (2) placeret mellem disse elektroder.
8. Fiberstruktur ifølge ethvert af de foregående 20 krav, kendetegnet ved, at i det mindste den ene kerne består af blødt glas med relativt stor elektro-optisk effekt.
9. Fiberstruktur ifølge krav 8, kendetegnet ved, at fællesbeklædningen (4) består af 25 blødt glas med relativt stor elektro-optisk effekt.
10. Fremgangsmåde ved fremstilling af en optisk fiberstruktur ifølge ethvert af kravene 1-9, og indbefattende tilvirkning af to kernestave med optisk kerner, der har forskellige optiske egenskaber, anbringel- 30 se af disse stave i kanaler (14,16) i et indre beklædningslegeme (10), kendetegnet ved, at der før eller efter denne anbringelse foretages formning af legemets yderflade i ikke-cirkulær facon, indsætning af dette legeme i et indvendigt cirkulært rør (18) til 35 dannelse af mellemrum ved de ikke-cirkulære dele af legemet, trækning af den således opnåede enhed og på DK 168315 B1 14 fyldning af mellemrummene mellem det trukne emne af indre beklædningslegeme og røret med elektrodemateriale.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8721860A GB2209846B (en) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Optical fibre wavelength filter having two cores |
| GB8721860 | 1987-09-17 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DK516388D0 DK516388D0 (da) | 1988-09-16 |
| DK516388A DK516388A (da) | 1989-03-18 |
| DK168315B1 true DK168315B1 (da) | 1994-03-07 |
Family
ID=10623923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DK516388A DK168315B1 (da) | 1987-09-17 | 1988-09-16 | Elektrisk afstembar optisk fiberstruktur og fremgangsmåde ved dens fremstilling |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4925269A (da) |
| EP (1) | EP0308114B1 (da) |
| JP (1) | JPH0660981B2 (da) |
| KR (1) | KR950008536B1 (da) |
| CN (1) | CN1031601C (da) |
| AR (1) | AR241828A1 (da) |
| AU (1) | AU601071B2 (da) |
| BR (1) | BR8804729A (da) |
| CA (1) | CA1313907C (da) |
| DE (1) | DE3876349T2 (da) |
| DK (1) | DK168315B1 (da) |
| ES (1) | ES2036267T3 (da) |
| FI (1) | FI92885C (da) |
| GB (1) | GB2209846B (da) |
| GR (1) | GR3006446T3 (da) |
| HK (1) | HK4995A (da) |
| MX (1) | MX169361B (da) |
| NO (1) | NO180506C (da) |
| NZ (1) | NZ225947A (da) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5167685A (en) * | 1988-11-21 | 1992-12-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing a fiber type coupler |
| US5104434A (en) * | 1989-07-17 | 1992-04-14 | Corning Incorporated | Method of making fiber optic couplers |
| JPH0799407B2 (ja) * | 1989-09-06 | 1995-10-25 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバカプラ |
| US5017206A (en) * | 1990-01-04 | 1991-05-21 | Corning Incorporated | Method of providing a 1xN fiber optic coupler |
| US5224188A (en) * | 1990-04-20 | 1993-06-29 | Hughes Aircraft Company | Eccentric core optical fiber |
| US5144690A (en) * | 1990-12-03 | 1992-09-01 | Corning Incorporated | Optical fiber sensor with localized sensing regions |
| US5259059A (en) * | 1992-12-10 | 1993-11-02 | Xerox Corporation | Optical fibers with built-in alignment features |
| GB2302957B (en) * | 1995-07-04 | 1999-07-21 | Pirelli General Plc | Optical structures with two optical guidance paths |
| US5729641A (en) * | 1996-05-30 | 1998-03-17 | Sdl, Inc. | Optical device employing edge-coupled waveguide geometry |
| US6259830B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-07-10 | Corning, Incorporated | Poled electro-optic device and method |
| CN100484752C (zh) * | 2000-10-26 | 2009-05-06 | 尼奥弗托尼克斯公司 | 多层光学结构 |
| US6973247B2 (en) * | 2001-07-02 | 2005-12-06 | Acreo Ab | Method and device for controlling the refractive index in an optical fiber |
| SE520249C2 (sv) | 2001-07-02 | 2003-06-17 | Acreo Ab | Förfarande för anordnande av en longitudinell, fast kropp inuti en fiber |
| US7272287B2 (en) * | 2005-05-11 | 2007-09-18 | Fitel Usa Corp | Optical fiber filter for suppression of amplified spontaneous emission |
| US20070206911A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-09-06 | Fanasys, Llc | Gold Metal Cylinder Fiber |
| JP6226905B2 (ja) * | 2015-03-30 | 2017-11-08 | 株式会社フジクラ | マルチコア光ファイバ、及び、マルチコア光ファイバの製造方法 |
| US10240947B2 (en) | 2015-08-24 | 2019-03-26 | Apple Inc. | Conductive cladding for waveguides |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3208342A (en) * | 1962-09-18 | 1965-09-28 | Ibm | Electro-optic light coupling of optical fibers |
| US3936144A (en) * | 1974-12-12 | 1976-02-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Frequency selective optical coupler |
| DE2909390A1 (de) * | 1979-03-09 | 1980-09-18 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung einer multikanal-lichtleitfaser |
| US4315666A (en) * | 1979-03-19 | 1982-02-16 | Hicks Jr John W | Coupled communications fibers |
| JPS56128904A (en) * | 1980-03-14 | 1981-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical branching filter |
| US4478489A (en) * | 1981-04-13 | 1984-10-23 | Corning Glass Works | Polarization retaining single-mode optical waveguide |
| JPS5835503A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 零偏波分散単一直線偏波光フアイバ |
| US4515436A (en) * | 1983-02-04 | 1985-05-07 | At&T Bell Laboratories | Single-mode single-polarization optical fiber |
| US4748687A (en) * | 1984-09-25 | 1988-05-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Narrow band laser transmitter |
| JPS61156223A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Nec Corp | 光波長多重信号の波長分離回路 |
| GB8513542D0 (en) * | 1985-05-29 | 1985-07-03 | Gen Electric Co Plc | Fibre optic coupler |
| US4714312A (en) * | 1986-05-19 | 1987-12-22 | Trw Inc. | Electrostatically biased electrooptical devices |
-
1987
- 1987-09-17 GB GB8721860A patent/GB2209846B/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-08-16 AU AU21075/88A patent/AU601071B2/en not_active Ceased
- 1988-08-23 US US07/236,038 patent/US4925269A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-08-26 NZ NZ225947A patent/NZ225947A/en unknown
- 1988-09-02 ES ES198888308176T patent/ES2036267T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-02 DE DE8888308176T patent/DE3876349T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-02 EP EP88308176A patent/EP0308114B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-08 FI FI884134A patent/FI92885C/fi not_active IP Right Cessation
- 1988-09-09 BR BR8804729A patent/BR8804729A/pt not_active IP Right Cessation
- 1988-09-13 NO NO884060A patent/NO180506C/no not_active IP Right Cessation
- 1988-09-14 MX MX013020A patent/MX169361B/es unknown
- 1988-09-15 AR AR88311943A patent/AR241828A1/es active
- 1988-09-16 DK DK516388A patent/DK168315B1/da not_active IP Right Cessation
- 1988-09-16 CN CN88106716A patent/CN1031601C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-16 JP JP63230230A patent/JPH0660981B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-09-16 CA CA000577563A patent/CA1313907C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-09-16 KR KR1019880011996A patent/KR950008536B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-12-03 GR GR920401583T patent/GR3006446T3/el unknown
-
1995
- 1995-01-12 HK HK4995A patent/HK4995A/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1313907C (en) | 1993-02-23 |
| FI884134A0 (fi) | 1988-09-08 |
| NO180506C (no) | 1997-04-30 |
| GB8721860D0 (en) | 1987-10-21 |
| EP0308114A3 (en) | 1989-06-07 |
| MX169361B (es) | 1993-06-30 |
| GB2209846A (en) | 1989-05-24 |
| CN1031601C (zh) | 1996-04-17 |
| NO884060D0 (no) | 1988-09-13 |
| FI884134L (fi) | 1989-03-18 |
| GB2209846B (en) | 1992-03-04 |
| DE3876349T2 (de) | 1993-04-01 |
| AR241828A1 (es) | 1992-12-30 |
| DK516388A (da) | 1989-03-18 |
| AU2107588A (en) | 1989-05-11 |
| JPH0660981B2 (ja) | 1994-08-10 |
| EP0308114A2 (en) | 1989-03-22 |
| KR890005545A (ko) | 1989-05-15 |
| DE3876349D1 (de) | 1993-01-14 |
| KR950008536B1 (ko) | 1995-07-31 |
| EP0308114B1 (en) | 1992-12-02 |
| HK4995A (en) | 1995-01-20 |
| JPH01147435A (ja) | 1989-06-09 |
| FI92885B (fi) | 1994-09-30 |
| GR3006446T3 (da) | 1993-06-21 |
| NO180506B (no) | 1997-01-20 |
| DK516388D0 (da) | 1988-09-16 |
| NO884060L (no) | 1989-03-20 |
| BR8804729A (pt) | 1989-04-18 |
| NZ225947A (en) | 1990-04-26 |
| US4925269A (en) | 1990-05-15 |
| AU601071B2 (en) | 1990-08-30 |
| ES2036267T3 (es) | 1993-05-16 |
| CN1032080A (zh) | 1989-03-29 |
| FI92885C (fi) | 1995-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DK168315B1 (da) | Elektrisk afstembar optisk fiberstruktur og fremgangsmåde ved dens fremstilling | |
| DK168343B1 (da) | Optisk fiberopbygning og fremgangsmåde til forstærkning af optiske signaler | |
| EP0357429B1 (en) | Polarization-Maintaining optical fiber for coupler fabrication | |
| JP2022170743A (ja) | マルチチャネル光結合器アレイ | |
| US4274854A (en) | Polarization-preserving optical fiber | |
| DE69424606T2 (de) | Polarisationserhaltende optische faser, herstellungsverfahren dafür, verbindungsverfahren dafür, optischer verstärker, laseroszillator und polarisationserhalter optischer faserkoppler | |
| EP0145031A2 (en) | Method of forming an optical waveguide preform | |
| DE2901092C2 (da) | ||
| US5586205A (en) | Apparatus for selecting waveguide modes in optical fiber and the method of manufacturing the same | |
| US3278283A (en) | Method of making light-conducting optical component | |
| CN103345022B (zh) | 一种基于少模光纤的非对称平面光波导模式复用/解复用器 | |
| CA1284433C (en) | Optical fiber-device interconnection and method | |
| WO2016123719A1 (en) | Reshaping of optical waveguides by refractive index modification | |
| NO842176L (no) | Optisk boelgeleder av enkelmodustypen med polarisasjonsopprettholdelse | |
| US7620280B2 (en) | Filled core optical fiber spliced to optical fiber and method of making the same | |
| Romaniuk et al. | Multicore optical fiber components | |
| CN108646345A (zh) | 一种深紫外平面光波导制作方法 | |
| US20110274924A1 (en) | Mid-infrared transmitting fiber | |
| KR102080301B1 (ko) | 모드 선택 결합기,이를 이용한 광섬유의 결합 방법 및 복수의 모드 선택 결합기를 구비한 통신 수단 | |
| EP0202629A2 (en) | Optical devices and systems comprising an optical waveguide coupler | |
| JPS607406A (ja) | 単偏波デユアルコア単一モ−ド光フアイバ | |
| JPS5897001A (ja) | 偏光光伝送体 | |
| JPS5929218A (ja) | 光結合子の製造方法 | |
| JPH0350505A (ja) | 単一偏波光ファイバ | |
| Vetrov et al. | Glass waveguide structures for integrated optical gyro: design, fabrication, and testing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B1 | Patent granted (law 1993) | ||
| PBP | Patent lapsed |
Country of ref document: DK |