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JP2003520978A - Compression-tuned Bragg gratings and lasers - Google Patents

Compression-tuned Bragg gratings and lasers

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Publication number
JP2003520978A
JP2003520978A JP2000589974A JP2000589974A JP2003520978A JP 2003520978 A JP2003520978 A JP 2003520978A JP 2000589974 A JP2000589974 A JP 2000589974A JP 2000589974 A JP2000589974 A JP 2000589974A JP 2003520978 A JP2003520978 A JP 2003520978A
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JP
Japan
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tunable
tube
compression
optical fiber
fiber
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Application number
JP2000589974A
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Japanese (ja)
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JP4522588B2 (en
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アール. フェルナルド,マーク
ジェイ. バイレイ,ティモシー
ビー. ミラー,マシュー
エム. サリヴァン,ジェイムス
エイ. デイヴィス,マイケル
エヌ. ブルカト,ロバート
ディー. ケルセイ,アラン
エイ. プットナン,マーティン
イー. サンダース,ポール
Original Assignee
シドラ コーポレイション
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シドラ コーポレイション filed Critical シドラ コーポレイション
Priority claimed from PCT/US1999/028999 external-priority patent/WO2000037969A2/en
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】 圧縮同調式ブラッグ回折格子は、同調可能な光学素子20,600を備えており、この光学素子は、少なくとも1つのブラッグ回折格子(12)が内部に刻み込まれた光ファイバ(10)がガラス製毛管(20)の少なくとも一部に収容され、かつ融接されたもの、もしくは、コアおよび大きなクラッディングを備えた、大きな直径の導波路である。光(14)は、回折格子(12)に入射し、光(16)が反射波長λ1で反射する。同調可能型素子20,600が軸方向に圧縮されることによって、この素子の座屈が生じることなく、回折格子(12)の反射波長がシフトする。素子の形状を他の形状(例えば、「ドッグボーン」形状)とすることも可能であり、かつ/または複数の回折格子や対になった回折格子を利用することも可能であり、複数のファイバ(10)もしくはコア(612)を利用することも可能である。前記素子における少なくとも一対の回折格子(150,152)の間にドーピングを行なうことによって、圧縮同調式レーザを構成することが可能であり、回折格子(12)もしくは回折格子(150,152)によって、同調可能型DFBレーザを構成することも可能である。さらに、素子(20)に、内側テーパ状領域(22)もしくはテーパ状(フルート状)部分(27)を設けることも可能である。圧縮は、PZT、ステッパ電動機、もしくは他のアクチュエータや流体圧力を用いて行なうことができる。 Abstract: A compression tunable Bragg grating comprises tunable optical elements 20,600, wherein the optical fiber comprises at least one Bragg grating (12) inscribed therein. 10) is a large diameter waveguide housed and fused in at least a portion of a glass capillary (20) or provided with a core and a large cladding. The light (14) is incident on the diffraction grating (12), and the light (16) is reflected at a reflection wavelength λ1. The axial compression of the tunable elements 20, 600 shifts the reflection wavelength of the diffraction grating (12) without buckling of the elements. The shape of the element can be other shapes (e.g., a "dogbone" shape), and / or multiple gratings or paired gratings can be utilized, and multiple fibers can be used. It is also possible to use (10) or the core (612). By doping between at least one pair of diffraction gratings (150, 152) in the device, a compression tunable laser can be constructed, wherein the diffraction grating (12) or the diffraction gratings (150, 152) It is also possible to configure a tunable DFB laser. Furthermore, the element (20) can be provided with an inner tapered region (22) or a tapered (flute-shaped) portion (27). Compression can be performed using PZT, a stepper motor, or other actuator or fluid pressure.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【関連出願とのクロスリファレンス】[Cross reference with related applications]

本願は、1998年12月4日に出願された米国特許出願第09/205,9
43号を一部継続する、1999年9月20日に出願された米国特許出願第09
/400,362号の内容を一部継続するものである。さらに、「ブラッグ回折
格子圧力センサ」という名称の同時係属中の米国特許出願第(シドラ明細書第C
C−0036B)号、「管に収容されたファイバ回折格子」という名称の米国特
許出願第(シドラ明細書第CC−078B)号、「大きな直径を有する光導波路
、回折格子、レーザ」という名称の米国特許出願第(シドラ明細書第CC−02
30)号は、全て、本願と同時に出願され、本願に開示された内容を含むもので
ある。
This application is directed to US patent application Ser. No. 09 / 205,9 filed December 4, 1998.
U.S. Patent Application No. 09, filed September 20, 1999, which is a continuation of part No. 43.
Part of the contents of / 400,362 will be continued. Further, co-pending U.S. patent application entitled "Bragg Grating Pressure Sensor" (Sidra Specification C
C-0036B), U.S. Patent Application No. (Sidra Specification CC-078B) entitled "Fiber Grating Encased in Tube", entitled "Optical Waveguide with Large Diameter, Diffraction Grating, Laser". US Patent Application No. (Sidra Specification No. CC-02
No. 30) is all filed at the same time as this application and includes the content disclosed in this application.

【0002】[0002]

【技術分野】【Technical field】

本発明は、ファイバ回折格子に関し、特に、圧縮同調式のブラック回折格子お
よびレーザに関する。
The present invention relates to fiber gratings, and more particularly to compression tuned black gratings and lasers.

【0003】[0003]

【背景技術】[Background technology]

光ファイバの技術分野では、ファイバ内部にブラッグ回折格子が埋め込まれた
ものを圧縮した状態で利用することによって、同調可能なフィルタもしくは同調
可能なレーザとして機能させることができることが周知である。このことについ
ては、「圧縮同調式ファイバ回折格子」という名称の米国特許第5,469,52
0号、「圧縮同調式ファイバレーザ」という名称の米国特許第5,691,99
9号にそれぞれ開示されており、これらを参照することができる。
It is well known in the optical fiber art that a Bragg diffraction grating embedded in the fiber can be used in a compressed state to function as a tunable filter or a tunable laser. In this regard, U.S. Pat. No. 5,469,52 entitled "Compression Tunable Fiber Grating".
No. 0, US Pat. No. 5,691,99 entitled “Compression-tuned Fiber Laser”
No. 9 is disclosed, and these can be referred to.

【0004】 圧縮を加えた状態でファイバの座屈が発生することを防止するために、上述し
た米国特許第5,469,520号および米国特許第5,691,999号に開
示されている技術では、滑動フェルールをファイバおよび回折格子の周りに利用
し、フェルールおよびファイバを案内し、整列させ、かつ受容するための機械的
構造の内部にフェルールを配置するようになっている。しかし、座屈を発生させ
ることなく、滑動フェルールを用いることなく、さらにこのような機械的構造を
要することなく、ファイバ回折格子を圧縮させることが可能な構成を得ることが
望ましい。
In order to prevent the buckling of the fiber under compression, the technique disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,469,520 and US Pat. No. 5,691,999. Utilizes a sliding ferrule around the fiber and the diffraction grating to position the ferrule within a mechanical structure for guiding, aligning and receiving the ferrule and the fiber. However, it is desirable to have a configuration that allows the fiber grating to be compressed without buckling, using a sliding ferrule, and without requiring such a mechanical structure.

【0005】 さらに、モーレイ等に付与された「組込み型のブラッグフィルタ温度補償型光
導波路装置」という名称の米国特許第5,042,898号に開示されているよ
うに、光ファイバ回折格子をガラス製管の内部に収容することにより、圧縮が加
えられた状態で座屈が生じることを防止し、これによって、波長が安定した温度
補償型ファイバブラッグ回折格子を提供することが知られている。しかし、この
ような技術では、長時間が経過したり、高温の環境に置かれたり、 広範囲の圧
縮が加えられたりした場合に、ファイバと管との間にクリープが発生する。
Further, as disclosed in US Pat. No. 5,042,898 entitled “Built-in Bragg Filter Temperature Compensated Optical Waveguide Device” by Morley et al., An optical fiber diffraction grating is made of glass. It is known to be housed inside a pipe to prevent buckling under compression and thereby provide a wavelength compensated temperature compensated fiber Bragg grating. However, with such techniques, creep occurs between the fiber and the tube over time, in high temperature environments, or under extensive compression.

【0006】[0006]

【発明の開示】DISCLOSURE OF THE INVENTION

本発明の目的は、クリープを発生させることなく、かつ滑動フェルールやこの
ようなフェルールのための機械的支持構造を要することなく、回折格子を圧縮同
調することが可能なファイバ回折格子構成を提供することである。本発明による
と、圧縮同調式光ファイバ装置が、長手方向軸に沿って少なくとも1つの反射素
子を内部に備えた同調可能型光学的素子を備えており、前記素子の少なくとも一
部の断面が、連続的であり、かつ実質的に同じ材料から構成されている。
It is an object of the present invention to provide a fiber grating arrangement capable of compression tuning the grating without creeping and without the need for a sliding ferrule or mechanical support structure for such a ferrule. That is. According to the present invention, a compression tuned fiber optic device comprises a tunable optical element internally having at least one reflective element along a longitudinal axis, the cross section of at least a portion of said element comprising: It is continuous and is composed of substantially the same material.

【0007】 さらに本発明によると、同調可能型素子が、内部に反射素子が埋め込まれた光
ファイバと、長手方向軸に沿って光ファイバおよび反射素子を収容している管と
、を備えており、前記管が、前記ファイバの少なくとも一部に融接されている。
さらに本発明によると、前記の同調可能型素子が、外側のクラッディングおよび
内側のコアを内部に備えた大きな直径の光導波路を備えており、導波路の外径が
少なくとも0.3mmとされている。
Further in accordance with the present invention, the tunable element comprises an optical fiber having a reflective element embedded therein and a tube containing the optical fiber and the reflective element along a longitudinal axis. The tube is fusion bonded to at least a portion of the fiber.
Further in accordance with the present invention, the tunable element comprises a large diameter optical waveguide having an outer cladding and an inner core therein, the waveguide having an outer diameter of at least 0.3 mm. There is.

【0008】 さらに本発明によると、前記材料は、ガラス材料である。さらに本発明による
と、前記管が、光ファイバにおいて反射素子が存在する領域に融接されている。
さらに本発明によると、複数の光ファイバもしくはコアが、前記の同調可能型素
子の内部に配置されている。さらに本発明によると、前記の同調可能型素子が、
複数の反射素子が管内部に収容されたものを備えている。さらに本発明によると
、前記同調可能型素子の内部に少なくとも1対の反射素子が設けられており、前
記同調可能型素子の少なくとも前記の一対の素子の間に希土類ドーパントがドー
プされていることにより、レーザが構成されている。さらに本発明によると、レ
ーザのレーザ波長が、管に加わる荷重の変化とともに変化する。
Further according to the invention, the material is a glass material. Further in accordance with the invention, the tube is fused to the area of the optical fiber where the reflective element is present.
Further in accordance with the invention, a plurality of optical fibers or cores are disposed inside the tunable element. Further according to the invention, said tunable element comprises:
A plurality of reflective elements are contained within the tube. Further in accordance with the present invention, at least one pair of reflective elements is provided inside the tunable element and a rare earth dopant is doped between at least the pair of elements of the tunable element. , A laser is constructed. Further in accordance with the present invention, the laser wavelength of the laser changes as the load on the tube changes.

【0009】 本発明は、ブラッグ回折格子が同調可能型光学素子の内部に配置されたものを
提供する。これは、光ファイバがガラス製毛管の少なくとも一部に融接されたも
の(管収容型回折格子)、もしくは、光学的コアおよび大きなクラッディングを
備えた、大きな直径を有する導波路回折格子を備えている。このような同調可能
型素子が圧縮されることによって、前記素子の座屈を発生させることなく回折格
子の反射波長が同調される。
The present invention provides a Bragg grating disposed inside a tunable optical element. It consists of an optical fiber fused to at least part of a glass capillary (tube-containing diffraction grating) or a waveguide grating with a large diameter with an optical core and large cladding. ing. The compression of such a tunable element tunes the reflection wavelength of the diffraction grating without causing buckling of the element.

【0010】 前記素子は、シリカなどのガラス材料から形成することができる。前記の同調
可能型素子の形状を、荷重に対する波長シフトの感度が向上するとともに所望の
感度が得られるように拡大縮小することが容易な他の形状(例えば、ドッグボー
ン形状)とすることも可能である。本発明によって、非常に高い再現性で、クリ
ープおよびヒステリシスを多く発生させずに、ファイバ回折格子もしくはレーザ
の波長を同調することが可能となる。また、1つもしくは複数の回折格子、ファ
イバレーザ、もしくは複数のファイバもしくは光学的コアを、同調可能型素子の
内部に配置することも可能である。
The device can be formed from a glass material such as silica. The shape of the tunable element can be any other shape (eg dogbone shape) that can be easily scaled to obtain the desired sensitivity as well as improved sensitivity of wavelength shift to load. Is. The invention makes it possible to tune the wavelength of the fiber grating or the laser with very high reproducibility and without much creep and hysteresis. It is also possible to place one or more diffraction gratings, fiber lasers, or multiple fibers or optical cores inside the tunable element.

【0011】 ファイバの回折格子領域、および/または回折格子領域の両側の軸方向端部に
おける回折格子に隣接した位置もしくは回折格子から所定距離だけ離間された位
置に、管を融接することによって、回折格子もしくはレーザを管に「収容する」
ことが可能である。1つもしくは複数の回折格子もしくはレーザは、管の内部に
融接することが可能であり、もしくは一部だけを管内部に融接したり、管の外側
表面に融接することも可能である。さらに、1つもしくは複数の導波路および/
または管収容型ファイバ/回折格子を軸方向に融接し、かつ光学的に結合させる
ことによって、同調可能型素子を構成することも可能である。
Diffusing the tube by fusing the tube to the grating region of the fiber, and / or to the axial ends on either side of the grating region, adjacent to the grating or at a distance from the grating. "Housing" the grating or laser in the tube
It is possible. The one or more diffraction gratings or lasers can be fusion welded to the interior of the tube, or only a portion can be welded to the interior of the tube or to the outer surface of the tube. Furthermore, one or more waveguides and / or
Alternatively, the tunable element can be constructed by axially fusion-bonding and optically coupling the tube-containing fiber / diffraction grating.

【0012】 本発明の上述した目的および他の目的、特徴および利点は、実施例についての
以下の詳細な説明によってより明確となるだろう。
The above as well as other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent in the following detailed description of the embodiments.

【0013】[0013]

【発明を実施するための最良の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

図1に示されているように、圧縮同調式ブラッグ回折格子は、周知の光導波路
10(例えば、標準的な通信用単一モード光ファイバ)にブラッグ回折格子12
が刻み込まれたもの(もしくは、埋め込まれたり、描かれたもの)から構成され
ている。ファイバ10は、外径が約125ミクロンであり、周知のように適した
ドーパントを含むシリカガラス(SiO2)からなることによって、ファイバ1
0に沿って光14を伝搬させることが可能となっている。ブラッグ回折格子12
は、周知のように、光導波路の有効屈折率および/または有効光学吸収係数の周
期的もしくは非周期的なばらつきである。このような回折格子12の例として、
グレン等に付与された「光ファイバ内部に回折格子を刻み込む方法」という名称
の米国特許第4,725,110号および第4,807,950号、グレンに付
与された「光ファイバ内部に非周期的回折格子を形成する方法および装置」とい
う名称の米国特許第5,388,173号に開示されたものが挙げられる。これ
らの特許は、この点について開示しており、本発明の理解するために参照するこ
とができる。
As shown in FIG. 1, a compression-tuned Bragg grating is provided in a well-known optical waveguide 10 (e.g., a standard telecommunication single-mode optical fiber).
It is composed of engraved (or embedded or drawn) objects. The fiber 10 has an outer diameter of about 125 microns and is made of silica glass (SiO2) containing a suitable dopant as is well known.
It is possible to propagate the light 14 along 0. Bragg diffraction grating 12
Is, as is well known, a periodic or aperiodic variation in the effective refractive index and / or the effective optical absorption coefficient of the optical waveguide. As an example of such a diffraction grating 12,
U.S. Pat. Nos. 4,725,110 and 4,807,950 entitled "Method of Engraving Diffraction Grating Inside Optical Fiber" given to Glenn et al., "Aperiodic Inside Optical Fiber" given to Glenn And apparatus disclosed in US Pat. No. 5,388,173 entitled "Method and Apparatus for Forming Dynamic Diffraction Grating". These patents disclose this point and can be referred to for an understanding of the present invention.

【0014】 しかし、いかなるタイプの、波長同調が可能な回折格子もしくは反射素子がフ
ァイバ28内部に埋め込まれたり、エッチングされたり、描かれたり、もしくは
他の方法で形成されたものも、所望により利用することができる。本願では、「
回折格子」という用語は、これらの反射素子を全て示している。さらに、反射素
子(つまり回折格子)12は、光の反射および/または透過を行うために利用す
ることができる。
However, any type of wavelength tunable diffraction grating or reflective element embedded, etched, drawn, or otherwise formed within fiber 28 may be utilized as desired. can do. In the present application, “
The term "grating" refers to all of these reflective elements. Further, the reflective element (or diffraction grating) 12 can be utilized to reflect and / or transmit light.

【0015】 所望により、光ファイバもしくは光導波路10の材料および寸法を別のものに
することも可能である。例えば、ファイバ10は、いかなるガラス(例えば、シ
リカ、燐酸塩ガラスなど)から形成することも可能であり、ガラスおよび合成樹
脂、もしくは合成樹脂のみから形成することも可能である。高温の用途では、ガ
ラス材料からなる光ファイバが望ましい。さらに、光ファイバ10の外径を、8
0ミクロンもしくはこれ以外の大きさにすることもできる。さらに、光ファイバ
の代わりに、いかなる光導波路を用いることもできる。例えば、多モード(multi
-mode)導波路、複屈折性(birefringent)導波路、偏光維持型(polarization main
tainning)導波路、偏光(polarization)導波路、複数のコアを有する光導波路、
複数のクラッディングを有する光導波路、平形導波路、プレーナ型光導波路(矩
形形状の導波路)もしくは他の光導波路を利用することもできる。本願では、「
ファイバ」という用語には、上述した光導波路が含まれる。
If desired, the materials and dimensions of the optical fiber or optical waveguide 10 can be different. For example, fiber 10 can be formed from any glass (eg, silica, phosphate glass, etc.), or can be formed from glass and synthetic resin, or only synthetic resin. For high temperature applications, optical fibers made of glass materials are desirable. Furthermore, the outer diameter of the optical fiber 10 is set to 8
It may be 0 micron or any other size. Further, any optical waveguide can be used instead of the optical fiber. For example, multimode (multi
-mode waveguide, birefringent waveguide, polarization-maintaining (polarization main)
taining) waveguide, polarization waveguide, optical waveguide with multiple cores,
It is also possible to use an optical waveguide having a plurality of claddings, a flat waveguide, a planar optical waveguide (rectangular waveguide) or another optical waveguide. In the present application, “
The term "fiber" includes the optical waveguides described above.

【0016】 光14は、回折格子12に入射し、ここで、反射波長λbを中心とする所定の
光波長帯域を有するその一部がライン16に示されるように反射し、入射光の残
りの波長(所定の波長領域内にある)がライン18に示されるように透過する。
The light 14 is incident on the diffraction grating 12, where a portion thereof having a predetermined light wavelength band centered on the reflection wavelength λb is reflected as shown in line 16 and the rest of the incident light. The wavelength (which is within the predetermined wavelength range) is transmitted as shown by line 18.

【0017】 以下で詳細に説明するように、回折格子12を内部に備えたファイバ10は、
ガラス製の円筒状毛管20の少なくとも一部に収容され、かつ融接されている。
管20は、圧縮機構つまりハウジング50によって、軸方向に圧縮される。管2
0の他端は、ハウジング50の端部52におけるシート51に押し付けられる。
ハウジング50は、さらに、移動可能なブロック56を案内する一対のアーム(
つまり側部)54を備えている。ブロック56は、管20の他端に押し付けられ
るシート57を備えている。端部52およびブロック56には、孔58が穿孔さ
れていることによって、ファイバ10をこれらに通すことが可能となっている。
アクチュエータ60(例えば、ステッパ電動機、もしくは回転および位置を制御
することが可能な他のタイプの電動機)が、機械的リンク62(例えば、スクリ
ュー型駆動装置(screw drive)、リニアアクチュエータ、歯車および/またはカ
ム)により移動可能なブロック56に連結されていることによって、ブロック5
6が、矢印64で示されているように移動するようになっている。従って、ステ
ッパ電動機60によって、ブロックに加えられる荷重を所定の大きさに設定する
ことが可能であり、これによって管20を圧縮して回折格子12の反射波長を所
望の波長にすることができる。後退したシート51,57を設ける代わりに、管
20が端部52,56と面一となるようにこれらを接触させることも可能である
。ステッパ電動機60として、微小ステップモードで駆動される、分解能が高い
ステッパ電動機を用いることが可能である。このような電動機の例として、モー
レイ等に付与された「圧縮同調式ファイバ回折格子」という名称の上述した米国
特許第5,469,520号に記載されているもの(例えば、メルズグリオット
(Melles Griot)社製のナノムーバ(NANOMOVER))が挙げられる。この特許は
、この点について開示している。これ以外の、高分解能もしくは低分解能のステ
ッパ電動機も、所望により利用することができる。ステッパ電動機60は、制御
回路63によって駆動される。制御回路63は、ステッパ電動機60ひいてはブ
ロック56を所望位置まで駆動して回折格子12のブラッグ波長λbを所望の値
にするのに必要な駆動信号を、ライン61に出力する。図14に関して以下で説
明するように、所望により、ステッパ電動機の代わりに、他のアクチュエータを
利用することも可能である。
As will be described in detail below, the fiber 10 having the diffraction grating 12 therein includes:
It is housed and fused to at least a part of the cylindrical capillary 20 made of glass.
The tube 20 is axially compressed by a compression mechanism or housing 50. Tube 2
The other end of 0 is pressed against the seat 51 at the end 52 of the housing 50.
The housing 50 further includes a pair of arms (which guide the movable block 56).
That is, the side portion) 54 is provided. The block 56 includes a sheet 57 that is pressed against the other end of the tube 20. Holes 58 are drilled in end 52 and block 56 to allow fiber 10 to pass therethrough.
An actuator 60 (eg, a stepper electric motor, or other type of electric motor capable of controlling rotation and position) has a mechanical link 62 (eg, a screw drive, a linear actuator, gears and / or By being connected to the movable block 56 by a cam, the block 5
6 is adapted to move as indicated by arrow 64. Therefore, the load applied to the block can be set to a predetermined magnitude by the stepper motor 60, whereby the tube 20 can be compressed and the reflection wavelength of the diffraction grating 12 can be set to a desired wavelength. Instead of providing the retracted seats 51, 57, it is possible to contact the tubes 20 so that they are flush with the ends 52, 56. As the stepper electric motor 60, it is possible to use a stepper electric motor driven in a minute step mode and having high resolution. As an example of such an electric motor, one described in the above-mentioned US Pat. No. 5,469,520 named "Compression Tuning Fiber Diffraction Grating" to Morley et al. (For example, Melles Griot). ) Nano mover (NANOMOVER) manufactured by the company. This patent discloses this point. Other high-resolution or low-resolution stepper motors can be used as desired. The stepper motor 60 is driven by the control circuit 63. The control circuit 63 outputs to the line 61 a drive signal required to drive the stepper motor 60, and thus the block 56, to a desired position and set the Bragg wavelength λb of the diffraction grating 12 to a desired value. Other actuators may be utilized in place of the stepper motor, if desired, as described below with respect to FIG.

【0018】 図2に示されているように、移動可能なブロック56を用いる代わりに、2つ
の端部キャップ72,74および外側壁部76を有するハウジング70を利用す
ることも可能である。このような場合、孔58が端部キャップ72,74に設け
られることによって、ファイバ10が外部まで延びるようになっている。ステッ
パ電動機62は、機械的リンク62によって端部キャップ74に連結させられる
。ステップ電動機62によって端部キャップ74が押されると、壁部76が圧縮
もしくは歪曲し、管20が圧縮されて回折格子12の反射波長がシフトする。
As shown in FIG. 2, instead of using the moveable block 56, it is possible to utilize a housing 70 having two end caps 72, 74 and an outer wall 76. In such a case, the holes 58 are provided in the end caps 72 and 74 so that the fiber 10 can be extended to the outside. The stepper motor 62 is connected to the end cap 74 by a mechanical link 62. When the end cap 74 is pushed by the step electric motor 62, the wall portion 76 is compressed or distorted, the tube 20 is compressed, and the reflection wavelength of the diffraction grating 12 is shifted.

【0019】 図3に示されているように、本発明の他の実施例では、円筒状ハウジング90
が利用される。円筒状ハウジング90は、外側円筒状壁部98、2つの端部キャ
ップ95、および2つの内側円筒状部(つまりピストン)92を備えており、こ
れらの一端が、それぞれ、一方の端部キャップ95に連結されている。管20 (内部に回折格子が収容されている)は、2つのピストン92の他端に接触して
いるとともに、これらの間に配置されている。所望により、ハウジング90の部
材98,95,92の断面形状および/または側断面形状を別の形状にすること
もできる。端部キャップ95は、独立した部材とすることも可能であり、ピスト
ン92および/または外側円筒状部材98と連続した部材とすることも可能であ
る。
In another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, a cylindrical housing 90
Is used. The cylindrical housing 90 comprises an outer cylindrical wall 98, two end caps 95, and two inner cylindrical parts (or pistons) 92, one end of each of which is one end cap 95. Are linked to. The tube 20 (with the diffraction grating housed therein) is in contact with the other ends of the two pistons 92 and is arranged between them. If desired, the cross-sectional shape and / or side cross-sectional shape of the members 98, 95, 92 of the housing 90 can be different. The end cap 95 can be a separate member or can be a continuous member with the piston 92 and / or the outer cylindrical member 98.

【0020】 ステッパ電動機60によって、ハウジング90左側の端部キャップ95に外部
軸方向荷重が加えられる。ピストン92は、ファイバ10を通すのに十分大きな
直径を有する孔94を備えている。
An external axial load is applied to the end cap 95 on the left side of the housing 90 by the stepper motor 60. Piston 92 includes a bore 94 having a diameter large enough to allow fiber 10 to pass through.

【0021】 壁部98の外側形状および管20の外側形状は、I字型の隔室100を構成し
ている。ピストン92、外側円筒状壁部98および管20は、同じ材料から形成
することも可能であり、それぞれ異なる材料から形成することも可能である。
The outer shape of the wall portion 98 and the outer shape of the tube 20 form an I-shaped compartment 100. The piston 92, the outer cylindrical wall 98 and the tube 20 can be made of the same material or different materials.

【0022】 ハウジング90の利用可能な寸法の例を以下に挙げる。他の寸法を用いること
も可能である。管20は、外径d2が約2mm(0.07インチ)であり、長さ
L1が約12.5mm(0.5インチ)である。各ピストン92は、外径d5が
約19.1mm(0.75インチ)であり、長さL5が約6.25cm(2.5
インチ)である。ピストン92の孔94の直径は、約1mm(1000ミクロン
)であり、ハウジング90の全長L4は、約12.7cm(5インチ)である。
外側壁部98の厚さt1は、約1.0mm(0.04インチ)であり、外側壁部
98の内径とピストン92の外径との間のギャップg1は、約1.52mm(0
.06インチ)である。
Examples of available dimensions of the housing 90 are given below. Other dimensions can be used. The tube 20 has an outer diameter d2 of about 2 mm (0.07 inch) and a length L1 of about 12.5 mm (0.5 inch). Each piston 92 has an outer diameter d5 of about 19.1 mm (0.75 inch) and a length L5 of about 6.25 cm (2.55 cm).
Inches). The diameter of the hole 94 of the piston 92 is about 1 mm (1000 microns), and the total length L4 of the housing 90 is about 12.7 cm (5 inches).
The thickness t1 of the outer wall portion 98 is about 1.0 mm (0.04 inch), and the gap g1 between the inner diameter of the outer wall portion 98 and the outer diameter of the piston 92 is about 1.52 mm (0
. 06 inches).

【0023】 外部荷重によって所望の歪みが毛管20に生じるように、壁部98およびピス
トン92の寸法、材料および材料特性(例えば、ポアッソン比、ヤング率、熱膨
張係数および他の周知の特性)を、選択することができる。反射波長を設定する
際の分解能および設定範囲は、これらのパラメータを制御することによって、決
めることができる。例えば、全長L4を増大させると、感度ΔL/Lが増大する
The dimensions, materials and material properties of the wall 98 and piston 92 (eg, Poisson's ratio, Young's modulus, coefficient of thermal expansion and other well-known properties) so that the external strain causes the desired strain in the capillary 20. , Can be selected. The resolution and setting range for setting the reflection wavelength can be determined by controlling these parameters. For example, increasing the total length L4 increases the sensitivity ΔL / L.

【0024】 特に、ステッパ電動機から発生する軸方向荷重が増大すると、外側壁部98が
圧縮および/または歪曲することによって、ハウジング90の軸方向長さL4が
所定量ΔLだけ減少する。この場合、管が圧縮されるため、軸方向長さの全変化
量のうちの所定部分ΔL’が、管20に現れる。管20が圧縮されることによっ
て、回折格子12のブラッグ反射波長λ1が所定量だけ小さくなり、これによっ
て、波長がシフトする。ピストン92のばね定数がガラス管20よりも大きい場
合は、所定の荷重が加えられた状態での管20の圧縮量は、ピストン92の圧縮
量よりも大きくなる。さらに、所定の外部荷重が加えられる場合、この外部荷重
のうちの所定量の荷重が外側壁部98に加わり、残りの荷重は管20に加わる。
In particular, when the axial load generated from the stepper motor increases, the outer wall portion 98 compresses and / or distorts, thereby reducing the axial length L4 of the housing 90 by a predetermined amount ΔL. In this case, since the tube is compressed, a predetermined portion ΔL ′ of the total amount of change in the axial length appears in the tube 20. The compression of the tube 20 reduces the Bragg reflection wavelength λ1 of the diffraction grating 12 by a predetermined amount, which shifts the wavelength. When the spring constant of the piston 92 is larger than that of the glass tube 20, the amount of compression of the tube 20 under a predetermined load is larger than that of the piston 92. Further, when a predetermined external load is applied, a predetermined amount of the external load is applied to the outer wall portion 98, and the remaining load is applied to the pipe 20.

【0025】 例えば、壁部98、ピストンおよび端部キャップ95が、全てチタンからなり
、かつ上述した寸法を有する場合、2200lbfの外部荷重が加えられた状態
では、約2000lbfの荷重が外側壁部98に加わり(つまり外側壁部98を
圧縮および/または歪曲させ)、約200lbfの荷重が管20に加わる。円筒
状壁部98は、外部圧力が増大した場合に圧縮もしくは歪曲するダイアフラム(d
iaphram)もしくはベローズのように機能する。
For example, if the wall 98, piston and end cap 95 are all made of titanium and have the dimensions described above, under an external load of 2200 lbf, a load of about 2000 lbf will be applied to the outer wall 98. (Ie, compressing and / or distorting outer wall 98), a load of about 200 lbf is applied to tube 20. The cylindrical wall portion 98 is a diaphragm (d) that compresses or distorts when external pressure increases.
iaphram) or bellows.

【0026】 外部荷重が加えられる前に管20に初期歪みが生じるようにハウジング90を
組み立てることが可能であり、もしくは、このような初期歪みが管20に生じな
いようにハウジング90を組み立てることも可能である。
The housing 90 can be assembled such that the tube 20 is pre-strained before an external load is applied, or the housing 90 can be assembled so that the tube 20 is not pre-strained. It is possible.

【0027】 ハウジング50,70,90および/またはこれらの1つもしくは複数の部材
は、金属(例えばチタン)、ニッケルの含有量が大きい合金(例えば、様々な量
のニッケル、炭素、クロム、鉄、モリブデンおよびチタンを含有するインコネル
(登録商標)、インコロイ(登録商標)、ニモニック(登録商標))、鉄鋼、ガ
ラス材料(例えば、管20に関して上述されたもの)、もしくは、他の高強度、
耐腐食性、耐熱性の金属もしくは合金から形成することができる。管20を圧縮
するのに十分な強度を有するものであれば、他の材料を利用することも可能であ
る。インコネル、インコロイおよびニモニックは、インコアロイインターナショ
ナル(Inco Alloys International Inc.)社の登録商標である。所望により、用
途に依存して、他の特性を有する他の材料を利用することも可能である。
The housing 50, 70, 90 and / or one or more of these components may be metal (eg, titanium), nickel-rich alloys (eg, varying amounts of nickel, carbon, chromium, iron, Inconel (R), Incoloy (R), Nimonic (R)) containing molybdenum and titanium, steel, glass materials (e.g., those described above for tube 20), or other high strength,
It can be formed of a metal or an alloy having corrosion resistance and heat resistance. Other materials can be used as long as they have sufficient strength to compress the tube 20. Inconel, Incoloy and Nimonic are registered trademarks of Inco Alloys International Inc. If desired, other materials having other properties can be utilized, depending on the application.

【0028】 代わりの実施例として、図14に示されているように、ステッパ電動機をアク
チュエータとして利用する代わりに、他のアクチュエータ154によって管20
を圧縮することも可能である。他のアクチュエータ154の例として、ピエゾ電
気式アクチュエータ(peizoelectric actuator)、ソレノイド、空圧式アクチュ
エータ、もしくは、軸方向の圧縮力を直接にもしくは間接的に管20に加えるこ
とが可能な他の装置が挙げられる。アクチュエータ154は、ハウジング150
(図1の枠50と同様なもの)上に配置すること可能であり、矢印155の方向
に移動する移動可能なブロック152(図1の移動可能なブロック56と同様な
もの)に荷重を加えるよう機能する。
As an alternative embodiment, as shown in FIG. 14, instead of utilizing a stepper motor as an actuator, another actuator 154 may be used to guide the tube 20.
Can also be compressed. Examples of other actuators 154 include peizoelectric actuators, solenoids, pneumatic actuators, or other devices capable of exerting axial compressive forces directly or indirectly on tube 20. To be The actuator 154 has a housing 150.
A load is applied to a movable block 152 (similar to the movable block 56 of FIG. 1) that can be placed on the same (similar to the frame 50 of FIG. 1) and moves in the direction of arrow 155. To function.

【0029】 管20の一端は、ハウジング150の端部153に設けられているシート51
に押し付けられる。ハウジング150は、さらに、移動可能ブロック152を案
内する一対の側部157を備えている。所望により、一方の側部157を省くこ
ともできる。ブロック152は、管20の他端に押し付けられるシート57を備
えている。
One end of the tube 20 has a seat 51 provided at an end 153 of the housing 150.
Pressed against. The housing 150 further includes a pair of side portions 157 that guide the movable block 152. One side 157 may be omitted if desired. The block 152 includes a seat 57 that is pressed against the other end of the tube 20.

【0030】 さらに、アクチュエータ154は、制御回路158に接続されており、管20
に加わる荷重を所望の値に設定して回折格子12のブラッグ波長λbを所望の波
長とするのに必要な信号が、この制御回路158から、ライン156を介してア
クチュエータ154に出力される。開ループ構成において、コントローラ158
から、ライン156を介してアクチュエータ154に信号(例えば、電気電圧)
を出力することによって、荷重を設定することができる。代わりの実施例として
、アクチュエータ154の閉ループ構成において、ライン156を介してアクチ
ュエータ154に信号を出力するとともに、ライン160を介してアクチュエー
タ154の荷重もしくは位置を検出することによって、荷重を設定することも可
能である。
Further, the actuator 154 is connected to the control circuit 158 and is connected to the pipe 20.
The control circuit 158 outputs a signal necessary for setting the load applied to the beam to a desired value to set the Bragg wavelength λb of the diffraction grating 12 to the desired wavelength to the actuator 154 via the line 156. In open loop configuration, controller 158
Signal to the actuator 154 via line 156 (eg, electrical voltage)
By outputting, the load can be set. As an alternative embodiment, in a closed loop configuration of actuator 154, the load may be set by outputting a signal to actuator 154 via line 156 and detecting the load or position of actuator 154 via line 160. It is possible.

【0031】 一方の端部のみが設けられる設計の場合は、ファイバ10を、ハウジング15
0の一端に挿入し、端部153における孔162に貫通させる。貫通型(ファイ
バが両端を有する)設計が利用される場合は、ブロック152に、その一部もし
くは全体を通って延びる孔164を設け、ファイバ10の他端をその側部から出
すか、もしくは、アクチュエータ154における孔166を貫通させ、ハウジン
グ150の他端に挿入することも可能である。
In the case of a design in which only one end is provided, the fiber 10 is inserted into the housing 15
It is inserted into one end of 0 and penetrates the hole 162 in the end portion 153. If a through-type (fiber has both ends) design is utilized, the block 152 may be provided with a hole 164 extending through some or all of it, with the other end of the fiber 10 emerging from its side, or It is also possible to penetrate the hole 166 in the actuator 154 and insert it into the other end of the housing 150.

【0032】 利用可能な閉ループ型ピエゾ電気式アクチュエータの一例として、ニューヨー
ク州のクイーンスゲート(Queensgate, Inc.)社製のモデル番号CM(コントロ
ーラ)およびDPT−C−M(円筒状アクチュエータ用)が挙げられる。上述し
たような他のアクチュエータを利用することも可能である。
As an example of a closed loop piezo electric actuator that can be used, model numbers CM (controller) and DPT-CM (for cylindrical actuator) manufactured by Queensgate, Inc. of New York are available. Can be mentioned. It is also possible to use other actuators such as those mentioned above.

【0033】 図5に示されているように、代わりの実施例として、管20をハウジング17
4内部に配置し、管20に流体圧力を加えることにより回折格子の波長を設定す
ることが可能である。これは、1998年12月4日に出願された「管に収容さ
れたファイバ回折格子圧力センサ」という名称の同時継続中の米国特許出願第0
9/205,944号に開示されている圧力センサと同様なものである。この特
許出願は、この点について開示しており、管20の形状および構成として、これ
に記載されているものを用いることができる。ハウジング172は、隔室176
を構成し、かつ開口部178を備えている。この開口部178は、ソース圧力を
厳密に発生させる圧力源180と連通している。隔室176には、流体(例えば
、1種類もしくは2種類以上の気体および/または液体)を満たすことが可能で
ある。管20は、壁部175に取り付けるか、もしくは流体176中につるすこ
とができる。光ファイバ10は、周知の気密貫通接続器を介して隔室に通されて
おり、かつスラック179を幾つか備えていることによって、広い圧力範囲に亘
って管20を圧縮することが可能となっている。上述したアクチュエータの実施
例と同様に、回折格子の反射波長は、圧力PSの変化とともに変化する。しかし
、このような場合は、所定のソース流体圧力PSが設定されることによって、回
折格子の波長が設定される。
As an alternative embodiment, as shown in FIG.
4 and it is possible to set the wavelength of the diffraction grating by applying a fluid pressure to the tube 20. This is a co-pending U.S. patent application Ser. No. 0, filed December 4, 1998, entitled "Fiber Grating Pressure Sensor Encased in Tube".
It is similar to the pressure sensor disclosed in 9 / 205,944. This patent application discloses this point, and the shape and configuration of the tube 20 can use the ones described therein. The housing 172 has a compartment 176.
And has an opening 178. The opening 178 communicates with a pressure source 180 that strictly generates a source pressure. The compartment 176 can be filled with a fluid (eg, one or more types of gas and / or liquid). Tube 20 can be attached to wall 175 or suspended in fluid 176. The optical fiber 10 is passed through the compartment via a well-known hermetic feedthrough and is provided with some slacks 179 to allow the tube 20 to be compressed over a wide pressure range. ing. Similar to the actuator embodiment described above, the reflection wavelength of the diffraction grating changes as the pressure P S changes. However, in such a case, the wavelength of the diffraction grating is set by setting a predetermined source fluid pressure P S.

【0034】 図16に示されているように、例えば、油圧式アクチュエータつまりピストン
300が隔室301内部に配置されたものを圧力源180に備えることもできる
。ピストン300は、機械的リンク302によって周知の油圧式駆動機構304
に連結されている。油圧式駆動機構304は、ピストン300の位置を厳密に設
定することによって、圧力PSを設定するものである。油圧式駆動機構304は
、周知の制御回路308(コントローラ158(図14)と同様なもの)によっ
て電子的に制御することができる。このような制御回路308から、位置命令信
号が、ライン306を介して油圧コントローラ304に出力されることによって
、特定のピストン位置、ひいては圧力PSが設定され、これによって、回折格子
λbの波長が設定される。所望により、他の周知の圧力源を用いて回折格子の波
長を設定することもできる。本願に記載されたハウジング50,150,70,
90、およびこれらの構成部材(移動可能なブロック56,152を含む)の断
面は、円形もしくは他の形状(例えば、正方形、方形など)とすることができる
As shown in FIG. 16, for example, the pressure source 180 may be provided with a hydraulic actuator, that is, a piston 300 arranged inside the compartment 301. The piston 300 has a well-known hydraulic drive mechanism 304 by a mechanical link 302.
Are linked to. The hydraulic drive mechanism 304 sets the pressure P S by strictly setting the position of the piston 300. The hydraulic drive mechanism 304 can be electronically controlled by a well-known control circuit 308 (similar to controller 158 (FIG. 14)). A position command signal is output from the control circuit 308 to the hydraulic controller 304 via the line 306 to set a specific piston position, and thus a pressure P S , thereby setting the wavelength of the diffraction grating λb. Is set. If desired, other well known pressure sources can be used to set the wavelength of the diffraction grating. The housings 50, 150, 70 described in this application,
The cross section of 90, and these components (including moveable blocks 56, 152), can be circular or other shapes (eg, square, square, etc.).

【0035】 本発明の管20を圧縮するための方法については、図1〜3,図14および図
15に示されている特定の実施例に関して説明されたが、管を軸方向に圧縮する
ものであれば、いかなる装置もしくは固定具を用いて、管20を圧縮して回折格
子12の反射波長を所望の波長に同調することも可能である。本発明においては
、ハードウェア構成を厳密に制限する必要はない。
A method for compressing the tube 20 of the present invention has been described with respect to the particular embodiment shown in FIGS. 1-3, 14 and 15, but for compressing the tube axially. Then, any device or fixture can be used to compress the tube 20 and tune the reflected wavelength of the diffraction grating 12 to the desired wavelength. In the present invention, it is not necessary to strictly limit the hardware configuration.

【0036】 本願に開示された全ての実施例において、管20の軸方向端面および/または
これに係合する面のシート(56,50,92,74,72,153,159)に、応
力を減少させるか、もしくは管20と係合面のシートとの係合状態を改善する材
料のめっきを施すことができる。図4を参照すると、管20の外径d1は、約3
mmであり、長さL1は、約10〜30mmである。回折格子12の長さLgは
、約5〜15mmである。代わりの実施例として、回折格子の長さを大きくした
り、短い管を用いることなどによって、管20の長さL1を、回折格子の長さL
gとほぼ同じにすることも可能である。管20および回折格子12の寸法および
長さを、別の大きさにすることも可能である。また、光ファイバ10および回折
格子12を管20の中心部に融接する必要はなく、管20のどの部分に融接する
こともできる。また、管20の全長に亘ってファイバ10を溶融する必要はない
In all of the embodiments disclosed herein, stress is applied to the sheet (56, 50, 92, 74, 72, 153, 159) of the axial end surface of the tube 20 and / or the surface engaging it. Plates of material may be applied to reduce or improve the engagement of the tube 20 with the sheet of engagement surfaces. Referring to FIG. 4, the outer diameter d1 of the tube 20 is about 3
mm, and the length L1 is about 10 to 30 mm. The length Lg of the diffraction grating 12 is about 5 to 15 mm. As an alternative embodiment, the length L1 of the tube 20 is changed to the length L of the diffraction grating by increasing the length of the diffraction grating or using a short tube.
It is also possible to make it almost the same as g. Other sizes and lengths of the tube 20 and the diffraction grating 12 are possible. Further, the optical fiber 10 and the diffraction grating 12 do not have to be fusion-welded to the central portion of the tube 20, but can be fused to any portion of the tube 20. Also, it is not necessary to melt the fiber 10 over the entire length of the tube 20.

【0037】 本願の実施例に関して記載されている寸法および形状は、単に例示的なもので
あり、必要であれば、本願の教示に基づいて、用途、大きさ、性能もしくは製造
についての要求、もしくは他の要素に適合するように、寸法を別の大きさにする
こともできる。
The dimensions and shapes described in connection with the embodiments of the present application are merely exemplary and, if necessary, based on the teachings of the present application, requirements for use, size, performance or manufacturing, or The dimensions can be different to accommodate other factors.

【0038】 管20は、ガラス材料からなる。このようなガラス材料の例として、天然水晶
、合成水晶、溶融シリカ、シリカ(SiO2)、コーニング(Corning)社製の
パイレックス(Pyrex、登録商標)(ホウ珪酸)、コーニング社製のバイコール
(登録商標)(95%のシリカおよび5%の他の構成要素(例えば、酸化ホウ素
)からなる)などが挙げられる。管の材料としては、管20の内径とファイバ1
0の外径との間に境界面が生じない(すなわち、管20の内径が、ファイバ10
のクラッディングと識別され得ず、その一部となる)ように、管20(つまり、
管20に設けられた孔の内径面)を光ファイバ10の外側表面(つまりクラッデ
ィング)に融接する(分子結合を形成する、すなわち共に溶融させる)ことがで
きるものを利用すべきである。
The tube 20 is made of a glass material. Examples of such glass materials are natural quartz, synthetic quartz, fused silica, silica (SiO2), Pyrex (registered trademark) manufactured by Corning (borosilicate), Vycor (registered trademark) manufactured by Corning. ) (Consisting of 95% silica and 5% other constituents such as boron oxide) and the like. As the material of the tube, the inner diameter of the tube 20 and the fiber 1 are used.
There is no interface with the outer diameter of 0 (ie the inner diameter of the tube 20 is
Tube 20 (ie, cannot be identified as and is part of the cladding of
A material capable of fusion-welding (forming a molecular bond, that is, melting together) to the outer surface (that is, the cladding) of the optical fiber 10 should be used.

【0039】 広い温度範囲に亘って管20の熱膨張をファイバ10と整合させるためには、
管20の材料の熱膨張係数(CTE)をファイバ10の材料のCTEとほぼ整合
させる必要がある(例えば、溶融シリカからなる管および光ファイバを用いる)
。概して、ガラス材料は、溶融温度が低いほど、CTEは大きい。従って、シリ
カファイバ(溶融温度が高く、CTEが小さい)と、パイレックス(登録商標)
やバイコール(登録商標)(溶融温度が低く、CTEが大きい)といった別のガ
ラス材料からなる管と、を用いた場合には、広い温度範囲に亘って管20とファ
イバ10との間で熱膨張を整合させることができない。しかし、本願では、ファ
イバ10のCTEと管20のCTEとを整合させる必要はない(以下でより詳細
に説明する)。
To match the thermal expansion of the tube 20 with the fiber 10 over a wide temperature range,
The coefficient of thermal expansion (CTE) of the material of the tube 20 should be approximately matched to the CTE of the material of the fiber 10 (for example using a tube of fused silica and an optical fiber).
. In general, the lower the melting temperature of a glass material, the higher the CTE. Therefore, silica fiber (high melting temperature and low CTE) and Pyrex (registered trademark)
And a tube made of another glass material such as Vycor (which has a low melting temperature and a high CTE), the thermal expansion between the tube 20 and the fiber 10 over a wide temperature range. Cannot be matched. However, it is not necessary here for the CTE of the fiber 10 and the CTE of the tube 20 to be matched (described in more detail below).

【0040】 ファイバ10に融接することができるものであれば、弾性変形し得る他の材料
からなる管20を、ガラス材料からなる管20の代わりに用いることもできる。
例えば、光ファイバが合成樹脂(plastic)からなる場合には、合成樹脂材料から
なる管を用いることができる。
A tube 20 made of another elastically deformable material may be used instead of the glass material tube 20 as long as it can be fused to the fiber 10.
For example, when the optical fiber is made of synthetic resin (plastic), a tube made of synthetic resin material can be used.

【0041】 管20の軸方向端部(ファイバ10が管20から出る部分)には、ファイバ1
0の歪みを開放するため、もしくは他の理由により、内側方向にテーパ状(つま
りフレア状)とされることによりファイバ10から離された内側領域22を設け
ることができる。このような場合、管20とファイバ10との間の領域28に、
歪み開放用充填材料(例えば、ポリイミド、シリコンなど)を充填することが可
能である。さらに、他の部材(図示せず)と係合させるためのシート部(seat)
を管20に設けるため、および/または管20に荷重がかかる角度(force angl
e)を調整するため、もしくは他の理由により、テーパ状の(つまり面取りされて
いる、もしくは傾斜した)外側コーナ部(つまり端部)24を管20に設けるこ
とも可能である。面取りコーナ部24の角度は、所望の機能が得られるように決
定される。さらに、管20の断面形状を、円形以外の形状(例えば、正方形、矩
形、楕円形、クラムシェル形など)とすることも可能であり、側断面形状を方形
以外の形状(例えば、円形、正方形、楕円形、クラムシェル形など)とすること
もできる。
At the axial end of the tube 20 (where the fiber 10 exits the tube 20), the fiber 1
An inner region 22 can be provided that is spaced from the fiber 10 by tapering (ie flaring) inwardly, for relief of zero strain, or for other reasons. In such a case, in the region 28 between the tube 20 and the fiber 10,
It is possible to fill the strain relief filler material (eg, polyimide, silicon, etc.). Further, a seat portion for engaging with another member (not shown)
To the pipe 20 and / or the angle at which the pipe 20 is loaded (force angl
It is also possible to provide the pipe 20 with a tapered (i.e. chamfered or beveled) outer corner (i.e. end) 24 for adjusting e) or for other reasons. The angle of the chamfered corner portion 24 is determined so as to obtain a desired function. Furthermore, the cross-sectional shape of the pipe 20 can be a shape other than a circle (for example, a square, a rectangle, an ellipse, a clamshell shape, etc.), and the side cross-sectional shape is a shape other than a square (for example, a circle, a square). , Oval, clamshell, etc.).

【0042】 代わりの実施例として、内側テーパ状領域22を設ける代わりに、管の一方も
しくは両方の軸方向端部(ファイバ10が管20から出る部分)に、破線27に
より示されたような、外側にテーパ状(つまり、フルート状(fluted)、円錐状
、ニップル状)とされた軸方向部分を設けることもできる。このようなテーパ状
部分は、ファイバ10に向かって除々に小さくなる外形を有する(図12に関し
て以下で詳細に説明する)。このようなフルート状部分27が設けられることに
よって、ファイバ10がその長手方向軸に沿って引っ張られる場合の、境界部(
ファイバ10が管20から出る部分)およびこの近傍の引張り強度が、増大する
(例えば、6lbf以上)ことがわかっている。
As an alternative embodiment, instead of providing an inner tapered region 22, one or both axial ends of the tube (where fiber 10 exits tube 20), as indicated by dashed line 27, It is also possible to provide an axially tapered (ie fluted, conical, nippled) axial portion. Such a tapered portion has a contour that gradually decreases toward the fiber 10 (described in detail below with respect to FIG. 12). The provision of such a flute-like portion 27 allows the boundary 10 (when the fiber 10 is pulled along its longitudinal axis) to
It has been found that the tensile strength of the fiber 10 exiting the tube 20) and its vicinity is increased (eg, 6 lbf or more).

【0043】 ファイバ10を管20よりも突出させる場合は、外側保護緩衝層21をファイ
バ10に設けることによって、ファイバ10の外側表面の損傷を防止することが
できる。このような緩衝層21は、ポリイミド、シリコン、テフロン(登録商標
)(polytetraflouroethylene)、炭素、金、および/またはニッケルから形成
することができ、その厚さは約25ミクロンである。緩衝層21の厚さおよび緩
衝材料を、他のものにすることもできる。内側テーパ状領域22が設けられ、か
つこれが十分大きい場合は、緩衝層21をこの領域22に挿入することによって
、露出されたファイバから保護されたファイバに変えることができる。代わりの
実施例として、管20の軸方向端部に外側テーパ状部分27を設ける場合は、外
側テーパ状部分27からファイバが出る位置からバッファ層が始まる。ファイバ
が出る位置から離間された位置からバッファが設けられる場合は、ファイバ10
の露出部分に、付加的な緩衝層(図示せず)を更に被覆することが可能である。
このような付加的な緩衝層は、管20の外側における露出されたファイバを覆う
ことが可能であるとともに、緩衝層21および/または管20のテーパ状部分2
7もしくは他の形状の軸方向端部に重ねることが可能なものである。
When the fiber 10 is projected beyond the tube 20, the outer protective buffer layer 21 may be provided on the fiber 10 to prevent damage to the outer surface of the fiber 10. Such a buffer layer 21 can be formed of polyimide, silicon, Teflon (polytetraflouroethylene), carbon, gold, and / or nickel and has a thickness of about 25 microns. The thickness of the buffer layer 21 and the buffer material may be different. If an inner tapered region 22 is provided and is large enough, a buffer layer 21 can be inserted into this region 22 to convert exposed fibers into protected fibers. As an alternative example, if the outer tapered section 27 is provided at the axial end of the tube 20, the buffer layer begins where the fiber exits the outer tapered section 27. If the buffer is provided from a location spaced from the location where the fiber exits, the fiber 10
It is possible to further coat the exposed part of the with an additional buffer layer (not shown).
Such an additional buffer layer is capable of covering the exposed fibers on the outside of the tube 20, and the buffer layer 21 and / or the tapered portion 2 of the tube 20.
It is possible to overlap with the axial end portion of 7 or other shapes.

【0044】 「管に収容されたファイバ回折格子」という名称の同時係属中の米国特許出願
第(シドラ明細書CC−0078A号)に開示されているように、ファイバ10
を管20に収容するために、レーザ、フィラメント、火炎などによって、管20
を加熱し、潰し、回折格子12に融接することができる。この特許出願は、この
点について開示している。他の技術を用いて、管20をつぶしてファイバ10に
融接することもできる。他の方法としては、ダック等に付与された「光ファイバ
を収容する方法」という名称の米国特許第5,745,626号、および/また
はベーキーに付与された「一体型の精密な連結ウェルを備えたファイバカプラを
形成する方法」という名称の米国特許第4,915,467号に開示されている
ものが挙げられる。これらは、この点について開示しており、本発明もしくは他
の技術を理解するために参照することができる。代わりの実施例として、シリカ
はんだ(粉末もしくは固体)などの高温ガラスはんだを用いて、ファイバ10、
管20およびこのようなはんだを互いに融接したり、レーザーによる溶接/融接
や他の融接技術を利用することなどによって、ファイバ10を管20に融接する
こともできる。また、ファイバを管内部に融接することも、ファイバの一部のみ
を管内部に融接することも、ファイバを管の外側表面に融接することも可能であ
る(図11に関して以下で説明する)。
Fiber 10 as disclosed in co-pending US patent application (Sidra Specification CC-0078A) entitled "Fiber Grating Encased in Tube".
To accommodate the tube 20 with a laser, filament, flame, etc.
Can be heated, crushed, and fused to the diffraction grating 12. This patent application discloses this point. Other techniques can be used to collapse the tube 20 and fuse it to the fiber 10. Other methods include U.S. Pat. No. 5,745,626 entitled "Method for Housing Optical Fibers" applied to Duck et al. And / or "Integrated precision connection wells applied to Bakey. A method disclosed in U.S. Pat. No. 4,915,467 entitled "Method of Forming a Fiber Coupler Comprised". These are disclosed in this regard and may be referenced to understand the present invention or other techniques. As an alternative example, using a high temperature glass solder such as silica solder (powder or solid), the fiber 10,
The fiber 10 can also be fused to the tube 20, such as by fusion welding the tube 20 and such solder to each other, or by utilizing laser welding / fusion welding or other fusion welding techniques. It is also possible to fuse the fiber inside the tube, only a portion of the fiber inside the tube, or the fiber to the outer surface of the tube (described below with respect to FIG. 11).

【0045】 同時係属中の米国特許出願第(シドラ明細書CC−0078号)号に開示され
ているように、ブラッグ回折格子12は、毛管20がファイバ10の周囲に配置
されて融接される前もしくはこの後に、ファイバ10内部に刻み込むことができ
る。この特許出願は、この点について開示している。1998年12月4日に出
願された「管に収容されたブラッグ回折格子を形成する方法および装置」という
名称の同時係属中の米国特許出願第09/205,845号(シドラ明細書CC
−0130号)に開示されているように、管20を回折格子12の周囲に配置し
た後で回折格子12をファイバ10内部に刻み込む場合は、所望の技術によって
、回折格子12を、管20を通してファイバ10内部に描くことができる。この
特許出願は、この点について開示している。
As disclosed in co-pending US patent application (Sidra Specification CC-0078), the Bragg grating 12 is fusion spliced with a capillary 20 disposed around the fiber 10. Before or after this, it can be engraved inside the fiber 10. This patent application discloses this point. Co-pending U.S. patent application Ser. No. 09 / 205,845 entitled "Method and Apparatus for Forming a Bragg Grating Encased in a Tube" filed December 4, 1998 (Sidra Specification CC
No. 0130), when the tube 20 is placed around the diffraction grating 12 and then the diffraction grating 12 is engraved inside the fiber 10, the diffraction grating 12 is passed through the tube 20 by any desired technique. It can be drawn inside the fiber 10. This patent application discloses this point.

【0046】 回折格子12を、管により初期歪み(圧縮もしくは引張り)が加えられた状態
で、管20に収容することが可能であり、もしくは初期歪みが加えられていない
状態でこれらを収容することもできる。例えば、パイレックス(登録商標)、も
しくはファイバ10よりも熱膨張係数が大きい他のガラスが管20に用いられる
場合は、管20が加熱されてファイバに融接され、続いて冷却される際に、管2
0によって回折格子12が圧縮される。代わりの実施例として、加熱工程中およ
び融接工程中に回折格子に引張力を加えることによって、引張力が加わった状態
でファイバ回折格子12を管20に収容することもできる。さらに、ファイバ回
折格子12を管20に収容することによって、外部荷重が管20に加えられてい
ない状態では、回折格子12に引張力および圧縮力のいずれも加わることがなく
なる。
It is possible to house the diffraction grating 12 in the tube 20 with initial strain (compression or tension) applied by the tube, or to house them without initial strain. You can also For example, if Pyrex (registered trademark) or another glass having a coefficient of thermal expansion larger than that of the fiber 10 is used for the tube 20, when the tube 20 is heated to be fusion-welded to the fiber and then cooled, Tube 2
The diffraction grating 12 is compressed by 0. As an alternative embodiment, the fiber grating 12 can be housed in the tube 20 under tension by applying tension to the grating during the heating and fusion welding steps. Further, by housing the fiber diffraction grating 12 in the tube 20, neither tensile force nor compression force is applied to the diffraction grating 12 in a state where an external load is not applied to the tube 20.

【0047】 図5に示されているように、毛管20の形状を、用途によって変えることが可
能である。例えば、管20の形状を、細い中心部30および拡大外側部分32を
有する「ドッグボーン」形状とすることができる。細い部分30は、外径d2が
約1mmであり、長さL2が約5mmである。拡大部分32は、それぞれ、外径
d3が約3mmであり、長さL3が約4mmである。これらの部分30,32の
長さおよび外径を別の大きさにすることもできる。このようなドッグボーン形状
は、ステッパ電動機60もしくはアクチュエータ154により加えられる荷重を
管に収容された回折格子12の波長のシフトに変換する際の感度を増大させるた
めに、利用することができる。
As shown in FIG. 5, the shape of the capillary 20 can be changed depending on the application. For example, the shape of the tube 20 can be a "dogbone" shape having a narrow central portion 30 and an enlarged outer portion 32. The thin portion 30 has an outer diameter d2 of about 1 mm and a length L2 of about 5 mm. The enlarged portions 32 each have an outer diameter d3 of about 3 mm and a length L3 of about 4 mm. The lengths and outer diameters of these portions 30, 32 may be different. Such a dogbone shape can be utilized to increase the sensitivity in converting the load applied by the stepper motor 60 or actuator 154 into a wavelength shift of the diffraction grating 12 housed in the tube.

【0048】 拡大部分32の内側移行領域33は、鋭利な垂直端部もしくは傾斜した端部と
して形成することが可能であり、もしくは、破線34で示されているように湾曲
させることもできる。湾曲形状34の場合は、立ち上がり部分に加わる応力が、
鋭利な端部よりも小さいため、破損する可能性が低い。さらに、管20の部分3
2の端部には、上述したような、内側テーパ状部分22もしくは外側フルート状
部分27を設けることができる。さらに、部分32には、上述したような外側テ
ーパ状(つまり面取りされた)コーナ部24を設けることができる。
The inner transition region 33 of the enlarged portion 32 can be formed as a sharp vertical end or a beveled end, or it can be curved as shown by the dashed line 34. In the case of the curved shape 34, the stress applied to the rising portion is
Smaller than sharp edges, less likely to break. Further, part 3 of the tube 20
The end of 2 may be provided with an inner tapered section 22 or an outer flute section 27, as described above. Further, the portion 32 can be provided with an outer tapered (i.e. chamfered) corner 24 as described above.

【0049】 また、ドッグボーン形状は、対称形状とする必要はない。例えば、所望により
、2つの部分32のL3をそれぞれ異なる大きさにすることができる。代わりの
実施例として、片側だけをドッグボーン形状とすることも可能である。すなわち
、拡大部分32を2つ設ける代わりに、細い部分30の一方の側部にのみ拡大部
分32を設け、他方の側部を直線状端部37とすることができる。この直線状端
部37には、上述したような面取りコーナ部24を設けることができる。このよ
うな場合、このドッグボーン形状は、T字を横にしたような形状となる。本願で
は、このような片側ドッグボーン形状もまた、「ドッグボーン」形状と称する。
歪みの感度を改善したり、管20に荷重がかかる角度(force angle)を調整し
たり、もしくは他の所望の特性を得ることができるものであれば、ドッグボーン
形状の代わりに、他の形状を用いることも可能である。
Further, the dog bone shape does not need to be symmetrical. For example, if desired, the L3 of the two portions 32 can have different sizes. As an alternative embodiment, it is also possible that only one side is dogbone shaped. That is, instead of providing the two enlarged portions 32, the enlarged portion 32 can be provided only on one side portion of the thin portion 30 and the other side portion can be the linear end portion 37. The linear end portion 37 can be provided with the chamfered corner portion 24 as described above. In such a case, this dogbone shape becomes a shape in which a T-shape is laid sideways. In the present application, such a one-sided dogbone shape is also referred to as a "dogbone" shape.
Instead of the dogbone shape, other shapes can be used as long as they can improve strain sensitivity, adjust the force angle on the tube 20, or obtain other desired properties. It is also possible to use.

【0050】 拡大部分32の直径d3と細い部分30の直径d2とがこのように異なること
によって、歪みが増幅されるため、荷重に対する回折格子の波長シフトの感度(
つまりゲインもしくは目盛係数)が増大することがわかっている。さらに、本願
に記載されたドッグボーンの寸法は、所望の感度が得られるように拡大縮小する
ことが容易である。
Since the diameter d3 of the enlarged portion 32 and the diameter d2 of the thin portion 30 are different as described above, the distortion is amplified, and thus the sensitivity of the wavelength shift of the diffraction grating to the load (
That is, it is known that the gain or the scale factor) increases. Furthermore, the dimensions of the dog bones described herein are easy to scale to obtain the desired sensitivity.

【0051】 図6に示されているように、代わりの実施例として、ファイバ10と管20と
の間の境界部でファイバ10に加わる歪みを減少させるために、ファイバ10に
沿って軸方向に延びた部分36を設けることが可能である。このような部分36
は、拡大部分32において対向する端部部材104,105により荷重が加えら
れる領域の軸方向外側の位置に取り付けられる。これらは、端部部材56,50
(図1)、74,72(図2)、159,153(図14)、あるいは、ピスト
ン92(図3)に対応するものである。部分36の軸方向長さは、用途や設計の
要求に応じて、これより大きくすることも短くすることも可能である。さらに、
部分36は、軸方向に対称とする必要はなく、さらに、管20の両側の軸方向端
部に設ける必要もない。上述したように、部分32におけるファイバと管20と
の境界部に、内側テーパ状部分22もしくは外側フルート状部分27を設けるこ
とも可能である。代わりの実施例として、部分36の一部を階段状部分39とす
ることもできる。このような場合、破線38で示されているように、階段状部分
39の範囲内もしくはこの近傍に領域22を設けることができる。領域106に
は、空気、接着剤もしくは充填材を充填することが可能である。さらに、管20
をドッグボーン形状とする代わりに、上述され、かつ破線107で示されている
ように、直線状の一定の断面形状を有するものとすることも可能である。さらに
、破線109で示されているように、端部部材56,50(図1),74,72
(図2),152,150(図14)もしくはピストン92(図3)を通る孔1
08の直径を、その全長に亘って、もしくはその一部で、大きくすることも可能
である。上述した同時係属中の米国特許出願第(シドラ明細書CC−0078B
号)号に記載されているように、毛管20を、別の、軸方向に延びた形状とする
こともできる。さらに、上述した同時係属中の米国特許出願に記載されているよ
うに、複数の同心状部材を用いて本願の管20を構成することも可能である。さ
らに、軸方向に延びた部分36を、内側管の一部とすることもできる。
As shown in FIG. 6, as an alternative embodiment, axially along the fiber 10 to reduce strain on the fiber 10 at the interface between the fiber 10 and the tube 20. It is possible to provide an extended portion 36. Such a part 36
Are attached to the enlarged portion 32 at positions axially outside of the region to which the load is applied by the opposite end members 104 and 105. These are the end members 56, 50.
(FIG. 1), 74, 72 (FIG. 2), 159, 153 (FIG. 14), or piston 92 (FIG. 3). The axial length of the portion 36 can be larger or smaller depending on the application and design requirements. further,
Portions 36 need not be axially symmetric and, in addition, need not be provided at either axial end of tube 20. As mentioned above, it is also possible to provide the inner taper portion 22 or the outer flute portion 27 at the boundary between the fiber and the tube 20 in the portion 32. As an alternative embodiment, a portion of the portion 36 could be a stepped portion 39. In such a case, the region 22 can be provided within or near the stepped portion 39, as shown by the dashed line 38. Region 106 can be filled with air, adhesive, or filler. Furthermore, the pipe 20
Instead of having a dogbone shape, it is also possible to have a linear constant cross-sectional shape, as described above and shown by the dashed line 107. Further, as shown by the broken line 109, the end members 56, 50 (FIG. 1), 74, 72
(FIG. 2), 152, 150 (FIG. 14) or hole 1 through piston 92 (FIG. 3)
It is also possible to increase the diameter of 08 over its entire length or a part thereof. Co-pending US Patent Application No. (Sidra Specification CC-0078B
The capillaries 20 can also have another, axially extending shape, as described in US Pat. Further, it is also possible to construct the tube 20 of the present application with a plurality of concentric members, as described in the aforementioned co-pending US patent application. Further, the axially extending portion 36 can be part of the inner tube.

【0052】 代わりの実施例として、図7に示されているように、回折格子12の両側で管
20をファイバ10に融接することも可能である。特に、回折格子12を取り囲
んでいる中央部202はファイバ10に融接せずに、管20の領域200をファ
イバ10に融接する。回折格子12の周囲の領域202には、大気を封入するこ
とが可能であり、もしくはこの領域を真空状態(もしくは他の圧力)とすること
も可能である。また、接着剤(例えばエポキシ)、他の充填材料(例えば、ポリ
マやシリコン)もしくは他の材料により、その一部もしくは全体を充填すること
も可能であり、何も充填しないことも可能である。上述したように、管20の内
径d6は、光ファイバ10の直径よりも約0.01〜10ミクロンだけ大きい(
例えば、125.01〜135ミクロンである)。内径を他の大きさにすること
もできるが、このような実施例でファイバの座屈(buckling)が生じないように
、内径d6をファイバ10の外径に可能な限り近づける必要がある。代わりの実
施例として、上述した同時係属中の米国特許出願に記載されているように、2つ
の独立した管を回折格子12の両側で融接した後に、これらの管に亘って外側管
を融接することによっても、同様な結果が得られる。
As an alternative embodiment, the tube 20 may be fusion spliced to the fiber 10 on both sides of the diffraction grating 12, as shown in FIG. In particular, the central portion 202 surrounding the diffraction grating 12 does not fuse to the fiber 10 but rather the region 200 of the tube 20 to the fiber 10. The area 202 around the diffraction grating 12 can be filled with the atmosphere, or this area can be in a vacuum state (or another pressure). It is also possible to fill some or all of it with an adhesive (eg epoxy), another filling material (eg polymer or silicone) or other material, or none. As mentioned above, the inner diameter d6 of the tube 20 is about 0.01 to 10 microns larger than the diameter of the optical fiber 10 (
For example, 125.01-135 microns). The inner diameter can be any other size, but the inner diameter d6 should be as close as possible to the outer diameter of the fiber 10 to prevent buckling of the fiber in such an embodiment. As an alternative embodiment, as described in the above-mentioned co-pending US patent application, two independent tubes are fusion welded on either side of the diffraction grating 12 and then the outer tube is fused over these tubes. Similar results can be obtained by touching.

【0053】 本発明により、利用される構成に依存して、再現性を高く、クリープを小さく
、さらにヒステリシスを小さく(例えば、約3ピコメートル以下)することがで
きることがわかっている。図8に示されているように、本願に記載されたどの実
施例においても、回折格子を1つだけ管20に収容する代わりに、複数の回折格
子220,222を、管20に収容されたファイバ10に埋め込むことができる
。回折格子220,222の反射波長および/または反射プロファイルを、同じ
にすることも可能であり、それぞれ異なるものとすることも可能である。複数の
回折格子150,152を、個々に、周知のファブリペロー構成に利用すること
もできる。
It has been found that the present invention allows for high reproducibility, low creep, and low hysteresis (eg, about 3 picometers or less) depending on the configuration utilized. As shown in FIG. 8, in any of the embodiments described herein, instead of having only one diffraction grating housed in the tube 20, a plurality of diffraction gratings 220, 222 were contained in the tube 20. It can be embedded in the fiber 10. The reflection wavelengths and / or the reflection profiles of the diffraction gratings 220 and 222 may be the same or may be different from each other. Multiple diffraction gratings 150, 152 may also be utilized individually in the well-known Fabry-Perot configuration.

【0054】 さらに、「圧縮同調式ファイバレーザ」という名称の米国特許第5,666,
372号(この点について開示しており、本発明を理解するために参照すること
ができる)に開示されているような1つもしくは複数のファイバレーザを、管2
0内部のファイバ10に埋め込むこともできる。このような場合、回折格子22
0,222によって光学的間隙を構成し、少なくとも回折格子220,222の
間における光ファイバ10に(所望により、回折格子220,222および/ま
たは回折格子の外側における光ファイバにも)、希土類のドーパント(例えば、
エルビウムおよび/またはイットリウム)をドープする。レーザ波長は、管20
に加わる荷重の変化に従って同調される。
In addition, US Pat. No. 5,666,666 entitled “Compression Tunable Fiber Laser”.
One or more fiber lasers as disclosed in U.S. Pat. No. 372, which is disclosed in this regard and may be referred to in order to understand the present invention.
It can also be embedded in the fiber 10 inside 0. In such a case, the diffraction grating 22
0,222 to form an optical gap, at least for the optical fiber 10 between the diffraction gratings 220,222 (and optionally also for the diffraction gratings 220,222 and / or optical fibers outside the diffraction grating), a rare earth dopant. (For example,
Erbium and / or yttrium). Laser wavelength is tube 20
It is tuned according to changes in the load applied to.

【0055】 図13を参照すると、利用することができる他のタイプの同調可能型のファイ
バレーザとして、同調可能型の分布帰還型(DFB)ファイバレーザ234が示
されている。このようなレーザの例として、V.C.ラウリドセン等の「DFB
ファイバレーザの設計」(エレクトロニックレターズ、1998年10月15日
、第34巻21号,pp2028−2030)、P.バーミング等の「UV後処
理による永久的なπ/2位相シフトを有する、エルビウムがドープされたファイ
バDFBレーザ」(IOOC’95,テックダイジェスト,第5巻,PD1−3
,1995年)、クリングルボトン等に付与された「光ファイバ分布帰還型レー
ザ」という名称の米国特許第5,771,251号、ディアマト等に付与された
「偏光型ファイバレーザ光源」という名称の米国特許第5,511,083号に
開示されたものが挙げられる。このような場合、希土類がドープされたファイバ
の内部に回折格子12が描かれ、回折格子12の中央部近傍における所定位置2
24でλ/2(λはレーザ波長)の位相シフトが生じるように構成される。これ
によって、周知のように、長手方向に単一モードの動作中に、モードホッピング
を起こすことなく連続的に同調することができる確実な共振状態を得ることがで
きる。代わりの実施例として、回折格子を1つだけ設ける代わりに、2つの回折
格子220,222を、長さが(N+1/2)λである空隙を構成することがで
きるほど近接させて配置することもできる。ここで、Nは整数(0を含む)であ
り、回折格子220,222は、希土類がドープされたファイバである。
Referring to FIG. 13, another type of tunable fiber laser that can be utilized is a tunable distributed feedback (DFB) fiber laser 234. Examples of such lasers include V.I. C. "DFB such as Lauridsen
Fiber Laser Design "(Electronic Letters, October 15, 1998, Vol. 34, No. 21, pp 2028-2030), P.P. "Erbium-doped fiber DFB laser with permanent π / 2 phase shift due to UV post-treatment", such as Birming, (IOOC'95, Tech Digest, Volume 5, PD1-3.
, 1995), US Pat. No. 5,771,251 named "optical fiber distributed feedback laser" assigned to Kringle Boton et al., US named "polarization fiber laser light source" assigned to Diamat et al. Examples include those disclosed in Japanese Patent No. 5,511,083. In such a case, the diffraction grating 12 is drawn inside the rare earth-doped fiber, and the predetermined position 2 near the center of the diffraction grating 12 is provided.
At 24, a phase shift of λ / 2 (λ is a laser wavelength) is generated. This, as is well known, provides a reliable resonant state that can be tuned continuously during longitudinal single mode operation without mode hopping. As an alternative embodiment, instead of providing only one diffraction grating, two diffraction gratings 220, 222 are placed close enough to form an air gap of length (N + 1/2) λ. You can also Here, N is an integer (including 0), and the diffraction gratings 220 and 222 are fibers doped with a rare earth element.

【0056】 代わりの実施例として、DFBレーザ234を、ファイバ10における一対の
回折格子220,222(図8)の間に配置することができる。この場合、回折
格子220,222間の少なくとも一部に、希土類ドーパントをドープする。J
.J.パン等の「ノイズが少なく、かつ出力が制御された相互干渉型ファイバレ
ーザ」(E−テックダイナミクス社、サンジョーズ、CA、インターネットウェ
ブサイトwww.e-tek.com/products/whitepapers)に記載されているように、この
ような構成は、「相互干渉型ファイバレーザ(Interactive Fiber Laser)」と
呼ばれる。所望により、これ以外の1つもしくは複数のファイバレーザ構成を、
ファイバ10に配置することもできる。
As an alternative embodiment, the DFB laser 234 can be placed in the fiber 10 between a pair of diffraction gratings 220, 222 (FIG. 8). In this case, at least a part between the diffraction gratings 220 and 222 is doped with a rare earth dopant. J
. J. It is described in "Interference-type fiber laser with low noise and controlled output" such as bread (E-Tech Dynamics, Sun Joe's, CA, Internet website www.e-tek.com/products/whitepapers) As described above, such a configuration is called an "Interactive Fiber Laser". If desired, one or more fiber laser configurations other than
It can also be placed in the fiber 10.

【0057】 図9および図10に示されているように、代わりの実施例として、少なくとも
1つの回折格子12,252を有する複数のファイバ10,250を管20内部
に収容することも可能である。回折格子12,252の反射波長および/または
反射プロファイルを、同じにすることも可能であり、それぞれ異なるものとする
ことも可能である。このような場合、管20の加熱および融接を行う前の段階で
、管20の孔を、両ファイバ10,250を受容することが可能なほど大きくす
る。また、この孔の形状を、円形以外の形状(例えば、正方形、三角形など)と
することもできる。また、管20の孔は、管20の中心線に沿って中心に設ける
必要はない。
As shown in FIGS. 9 and 10, as an alternative embodiment, a plurality of fibers 10, 250 having at least one diffraction grating 12, 252 can be housed inside the tube 20. . The reflection wavelengths and / or the reflection profiles of the diffraction gratings 12 and 252 may be the same or may be different from each other. In such a case, the hole of the tube 20 is made large enough to receive both the fibers 10 and 250 before the heating and fusion welding of the tube 20. Further, the shape of this hole may be a shape other than a circle (for example, a square, a triangle, etc.). Also, the hole in tube 20 need not be centrally located along the centerline of tube 20.

【0058】 図11を参照すると、代わりの実施例として、図10に示されたようにファイ
バ10,250を互いに接触させる代わりに、管120内部でこれらを所定距離
だけ離間させることも可能となっている。ファイバ10,250の間の距離は、
管120の外径の範囲内で、所望の大きさにすることが可能であり、かつ所望の
方向に向けることが可能である。さらに、本願に開示されているどの実施例にお
いても、上述したように、光ファイバおよび/または回折格子の一部もしくは全
体を管の内部に融接することが可能であり、もしくは、これらの一部のみを管2
0の内部に融接したり、これらを管20の外側表面に融接することも可能である
(ファイバ500,502,504としてそれぞれ図示されている)。
Referring to FIG. 11, as an alternative embodiment, instead of contacting the fibers 10, 250 with each other as shown in FIG. 10, they may be separated by a predetermined distance within the tube 120. ing. The distance between the fibers 10,250 is
Within the outer diameter of tube 120, it can be of any desired size and can be oriented in any desired direction. Further, in any of the embodiments disclosed herein, it is possible, as noted above, to fuse some or all of the optical fiber and / or diffraction grating inside the tube, or some of these. Chisel 2
It is also possible to fuse the inside of the tube 0 or to the outer surface of the tube 20 (illustrated as fibers 500, 502 and 504, respectively).

【0059】 図12に示されているように、代わりの実施例として、ファイバ10において
回折格子12が存在する部分にのみ管20を融接することも可能である。このよ
うな実施例では、管20が回折格子12よりも長い場合は、上述した内側テーパ
状部分もしくはフレア状部分22を設けることができ、さらに、管20とファイ
バ10との間の領域28に、上述したような充填材料を充填することができる。
さらに、本願では、「管」という用語は、本願に記載された特性を有する材料か
らなるブロックをも意味する。
As shown in FIG. 12, as an alternative embodiment, it is possible to fuse the tube 20 only to the portion of the fiber 10 where the diffraction grating 12 is present. In such an embodiment, if the tube 20 is longer than the diffraction grating 12, the inner tapered or flared portion 22 described above may be provided, and further, the region 28 between the tube 20 and the fiber 10 may be provided. The filling material as described above can be filled.
Furthermore, in this application, the term "tube" also means a block made of a material having the properties described in this application.

【0060】 さらに、本願に記載されているどの実施例においても、ファイバ10をハウジ
ング50,70,90もしくは管20に貫通させる代わりに、ファイバ10に一
方の端部のみを設けること、つまりファイバ10の一方の端部のみをハウジング
もしくは管120から突出させることもできる。このような場合、ファイバ10
の一端を、ファイバ10が管20もしくはハウジング50,70,90から出る
位置もしくはこれより前の部分に配置する。
Further, in any of the embodiments described herein, instead of threading fiber 10 through housing 50, 70, 90 or tube 20, fiber 10 is provided with only one end, that is, fiber 10 It is also possible to project only one end of the housing or tube 120. In such a case, the fiber 10
One end of the fiber at the location where the fiber 10 exits the tube 20 or the housing 50, 70, 90, or at a portion prior thereto.

【0061】 図17に示されているように、代わりの実施例として、管に収容されたファイ
バ回折格子20の一部もしくは全体を、大きな直径を有するシリカ製の導波路回
折格子600と置き換えることも可能である。このような導波路回折格子の例と
して、「大きな直径を有する光導波路、回折格子およびレーザ」という名称の同
時係属中の米国特許出願第(シドラ明細書CC−0230号)号に記載されてい
るものが挙げられる。この特許出願は、この点について開示している。導波路6
00は、コア612(光ファイバ10のコアと同様なもの)およびクラッディン
グ614(管20とファイバ10のクラッディングとを融接したものと同様なも
の)を有し、回折格子12がこれに埋め込まれている。導波路600の全長L1
および導波路の直径d2は、管20に関して以上で記載された値と同じにする(
すなわち、回折格子の所望の波長同調範囲内で管20の座屈が生じないようにす
る)。導波路の外径は、少なくとも0.3mmとする。クラッディング626と
、光信号14を伝搬させるコア625と、を有する光ファイバ622(図1のフ
ァイバ10と同様なもの)を、導波路600の一方もしくは両方の軸方向端部6
28に結合させるか、もしくは光学的に連結させる。このことは、ファイバを結
合するか、もしくは光ファイバからこの用途に対して許容可能な光学的損失を有
する大きな導波路へと光を結合する周知の技術もしくはこれから開発されるべき
技術によって、行う。
As shown in FIG. 17, as an alternative embodiment, replacing part or all of the fiber grating 20 housed in the tube with a large diameter silica waveguide grating 600. Is also possible. An example of such a waveguide grating is described in co-pending US patent application (Sidra Specification CC-0230) entitled "Optical Waveguide with Large Diameter, Diffraction Grating and Laser". There are things. This patent application discloses this point. Waveguide 6
00 has a core 612 (similar to the core of the optical fiber 10) and a cladding 614 (similar to the fusion welding of the tube 20 and the cladding of the fiber 10) to which the diffraction grating 12 is attached. It is embedded. Total length L1 of the waveguide 600
And the waveguide diameter d2 is the same as that described above for the tube 20 (
That is, buckling of tube 20 does not occur within the desired wavelength tuning range of the diffraction grating). The outer diameter of the waveguide is at least 0.3 mm. An optical fiber 622 (similar to fiber 10 of FIG. 1) having a cladding 626 and a core 625 for propagating the optical signal 14 is provided at one or both of the axial ends 6 of the waveguide 600.
28 or optically linked. This is done by known or yet to be developed techniques for coupling the fiber or coupling the light from the optical fiber into a large waveguide with acceptable optical losses for this application.

【0062】 回折格子600を備えているとともに直径が大きな導波路は、管に収容された
回折格子20と同様に利用することができる。この場合、ファイバ10が、導波
路600のコア612に相当する(かつコア612と交換することが可能である
)。例えば、導波路600にエッチング、グラインディング、もしくは研磨を行
うことによって、管20に関して上述した「ドッグボーン」形状とすることがで
きる。代わりの実施例として、2つの外側管640,642を加熱して、導波路
600の両端部にこれらを融接することによって、「ドッグボーン」形状を形成
することができる。管20および管収容型回折格子に関して本願に記載された代
わりの実施例も、全て、導波路600に適用することができる。例えば、ファイ
バレーザ、DFBファイバレーザを構成したり、複数のファイバ(もしくはコア
)を配置したり、もしくは様々な形状を用いることが可能である。
The waveguide having the diffraction grating 600 and having a large diameter can be used similarly to the diffraction grating 20 housed in the tube. In this case, the fiber 10 corresponds to (and can be replaced by) the core 612 of the waveguide 600. For example, the waveguide 600 may be etched, ground, or polished into the “dogbone” shape described above for the tube 20. As an alternative example, the two outer tubes 640, 642 can be heated and fused to the ends of the waveguide 600 to form a "dogbone" shape. All of the alternative embodiments described herein for tube 20 and tube-contained diffraction gratings are also applicable to waveguide 600. For example, a fiber laser or a DFB fiber laser can be configured, a plurality of fibers (or cores) can be arranged, or various shapes can be used.

【0063】 本願では、管収容型ファイバ回折格子20および大きな直径を有する導波路型
回折格子600を、両方とも、「同調可能な光学的素子」と称する。管収容型回
折格子20および大きな直径を有する導波路型回折格子600は、管20がファ
イバ10に融接される部分における構成および特性が同じである。管収容型回折
格子20および大きな直径を有する導波路型回折格子600は、断面が連続的で
あり(つまり一体となっており)、さらに、この断面に亘って、ガラス材料(例
えば、ドープされたシリカおよびドープされていないシリカ)といった実質的に
同じ材料から構成されているためである。さらに、このような部分では、これら
の両方が、光学的コアおよび大きなクラッディングを有するためである。
In this application, both the tube-containing fiber grating 20 and the large diameter waveguide grating 600 are referred to as “tunable optical elements”. The tube housing type diffraction grating 20 and the waveguide type diffraction grating 600 having a large diameter have the same configuration and characteristics in a portion where the tube 20 is fusion-welded to the fiber 10. The tube-containing diffraction grating 20 and the waveguide diffraction grating 600 having a large diameter have a continuous cross section (that is, they are integrated), and a glass material (for example, doped) is provided over this cross section. This is because they are composed of substantially the same material such as silica and undoped silica). Moreover, in such parts, both of these have an optical core and a large cladding.

【0064】 さらに、導波路600および管収容型回折格子20をともに利用して、本願に
記載された実施例の検出素子を構成することができる。特に、検出素子の1つも
しくは複数の軸方向部分を、管に収容された回折格子もしくはファイバとし、か
つ/または1つもしくは複数の他の軸方向部分を導波路600とし、前記導波路
のコアが管に融接されたファイバのコアと整列するように、これらを軸方向に結
合したり、融接したり、もしくは他の方法で機械的もしくは光学的に結合するこ
とができる。例えば、破線650,652で示されているように、検出素子の中
央領域を大きな導波路とし、一方もしくは両方の軸方向端部を管収容型ファイバ
とし、これらを互いに融接することが可能である。もしくはこの逆にすることも
可能である。
Furthermore, the waveguide 600 and the tube housing type diffraction grating 20 can be used together to configure the detection element of the embodiment described in the present application. In particular, one or more axial portions of the sensing element are diffraction gratings or fibers housed in a tube and / or one or more other axial portions are waveguides 600, the core of said waveguides being These may be axially bonded, fusion bonded, or otherwise mechanically or optically bonded so that they align with the core of the fiber that is fusion bonded to the tube. For example, as shown by the broken lines 650 and 652, it is possible to make the central region of the detection element a large waveguide and to make one or both of the axial ends be a tube housing type fiber, and to fuse them to each other. . Alternatively, the reverse is also possible.

【0065】 本願には記載しなかったが、特定の実施例に関して説明された特徴、特性、変
更および改善を、本願に記載された他の実施例に、適用したり、利用したり、導
入することができることは理解されるべきである。さらに、付随の図面は、一定
の縮尺で示されていない。
Features, characteristics, modifications and improvements which have not been mentioned in the present application but which have been described in connection with the particular embodiment are applied to, utilized or introduced into the other embodiments described in the present application. It should be understood that it is possible. Moreover, the accompanying drawings are not shown to scale.

【0066】 本発明は、実施例に関して説明および図示が行われたが、上述した変更および
省略、他の変更および省略を、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく行
うことができる。
Although the present invention has been described and illustrated with respect to embodiments, the modifications and omissions described above and other modifications and omissions can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する装置の側面図。[Figure 1]   FIG. 3 is a side view of a device for compressing the tube-enclosed fiber diffraction grating of the present invention.

【図2】 本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する他の装置の側面図。[Fig. 2]   The side view of the other apparatus which compresses the tube accommodation type | mold fiber diffraction grating of this invention.

【図3】 本発明の管収容型ファイバ回折格子を圧縮する他の装置の側面図。[Figure 3]   The side view of the other apparatus which compresses the tube accommodation type | mold fiber diffraction grating of this invention.

【図4】 本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。[Figure 4]   The side view of the tube accommodation type | formula fiber diffraction grating of this invention.

【図5】 管が他の形状を有する場合の本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。[Figure 5]   FIG. 5 is a side view of the tube-containing fiber diffraction grating of the present invention when the tube has another shape.

【図6】 管が他の形状を有する場合の本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。[Figure 6]   FIG. 5 is a side view of the tube-containing fiber diffraction grating of the present invention when the tube has another shape.

【図7】 回折格子領域の両側の軸方向端部に管が融接されている管収容型ファイバ回折
格子の側面図。
FIG. 7 is a side view of a tube-accommodating fiber diffraction grating in which tubes are fusion-welded to axial end portions on both sides of the diffraction grating region.

【図8】 本発明に従って、ファイバに設けられた複数の回折格子が管内部に収容された
ものを示す側面図。
FIG. 8 is a side view showing a plurality of diffraction gratings provided on a fiber housed inside a tube according to the present invention.

【図9】 本発明に従って、2つの別個の光ファイバに設けられた2つのファイバ回折格
子が共通の管の内部に収容されているものを示す側面図。
FIG. 9 is a side view showing, according to the present invention, two fiber gratings provided on two separate optical fibers contained within a common tube.

【図10】 本発明の図9の実施例の端面図。[Figure 10]   FIG. 10 is an end view of the embodiment of FIG. 9 of the present invention.

【図11】 本発明に従って、2つの別個の光ファイバに設けられた2つのファイバ回折格
子が共通の管の内部に収容されているとともに離間されているものを示す側面図
FIG. 11 is a side view showing two fiber diffraction gratings provided on two separate optical fibers, housed within a common tube and spaced according to the present invention.

【図12】 ファイバにおいて回折格子が存在する長手方向領域にのみ管が融接されている
本発明の管収容型ファイバ回折格子の側面図。
FIG. 12 is a side view of a tube containing fiber diffraction grating of the present invention in which the tube is fusion welded only to the longitudinal region of the fiber where the diffraction grating is present.

【図13】 本発明の管に収容された同調可能型分布帰還型(DFB)ファイバレーザを示
す側面図。
FIG. 13 is a side view of a tunable distributed feedback (DFB) fiber laser housed in a tube of the present invention.

【図14】 アクチュエータを用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調
するための本発明の装置を示す側面図。
FIG. 14 is a side view of an apparatus of the present invention for compressing a tube-containing fiber grating using an actuator to tune the grating.

【図15】 精密な圧力源を用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調す
るための本発明の装置を示す側面図。
FIG. 15 is a side view of an apparatus of the present invention for compressing a tube-containing fiber grating using a precision pressure source to tune the grating.

【図16】 精密な圧力源を用いて管収容型ファイバ回折格子を圧縮して回折格子を同調す
るための本発明の装置を示す側面図。
FIG. 16 is a side view of an apparatus of the present invention for compressing a tube-containing fiber grating using a precision pressure source to tune the grating.

【図17】 大きな直径の光導波路の内部に回折格子がもうけられたものを示す側面図。FIG. 17   The side view which shows what has a diffraction grating inside the optical waveguide of large diameter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/589974 (32)優先日 平成11年12月6日(1999.12.6) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA ,ZW (72)発明者 ミラー,マシュー ビー. アメリカ合衆国,コネチカット,グラスト ンベリー,ディアフィールド ドライヴ 140 (72)発明者 サリヴァン,ジェイムス エム. アメリカ合衆国,コネチカット,マンチェ スター,バックランド ヒルズ ドライヴ 465 (72)発明者 デイヴィス,マイケル エイ. アメリカ合衆国,コネチカット,グラスト ンベリー,ステヴェンス レーン 172 (72)発明者 ブルカト,ロバート エヌ. アメリカ合衆国,コネチカット,ウォータ ーベリー,スコット ロード 268−1 (72)発明者 ケルセイ,アラン ディー. アメリカ合衆国,コネチカット,サウス グラストンベリー,テイラー タウン ロ ード 75 (72)発明者 プットナン,マーティン エイ. アメリカ合衆国,コネチカット,チェシャ ー,ランカスター ウェイ 78 (72)発明者 サンダース,ポール イー. アメリカ合衆国,コネチカット,マディソ ン,センター ヴィレッジ ドライヴ 1 Fターム(参考) 2H038 AA08 AA21 AA51 BA23 BA24 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ02 AZ05 AZ08 2H049 AA45 AA50 AA59 AA62 AA66 AA68 5F072 AB07 AK06 HH05 KK07 MM18 PP07 【要約の続き】 調可能型DFBレーザを構成することも可能である。さ らに、素子(20)に、内側テーパ状領域(22)もし くはテーパ状(フルート状)部分(27)を設けること も可能である。圧縮は、PZT、ステッパ電動機、もし くは他のアクチュエータや流体圧力を用いて行なうこと ができる。─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (31) Priority claim number 09/589974 (32) Priority date December 6, 1999 (December 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW ), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, C U, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD , GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, L K, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK , MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, T M, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA , ZW (72) Inventor Miller, Matthew Bee.             Glasto, Connecticut, United States             Merry, Deerfield Drive             140 (72) Inventor Sullivan, James M.             United States, Connecticut, Manchester             Star, Backland Hills Drive               465 (72) Inventor Davis, Michael A ..             Glasto, Connecticut, United States             Merry, Stevens Lane 172 (72) Inventor Burkato, Robert N.             United States, Connecticut, Water             Berries, Scott Road 268-1 (72) Inventor Kelsey, Arandy.             United States, Connecticut, South             Glastonbury, Taylor Townro             Code 75 (72) Inventor Putnan, Martin A.             Cheshire, Connecticut, United States             ー, Lancaster Way 78 (72) Inventor Sanders, Paul Yi.             Madison, Connecticut, United States             Center Village Drive 1 F-term (reference) 2H038 AA08 AA21 AA51 BA23 BA24                 2H041 AA21 AB10 AC01 AZ02 AZ05                       AZ08                 2H049 AA45 AA50 AA59 AA62 AA66                       AA68                 5F072 AB07 AK06 HH05 KK07 MM18                       PP07 [Continued summary] It is also possible to construct a tunable DFB laser. It In addition, if the element (20) has an inner tapered region (22) Providing a tapered (flute) portion (27) Is also possible. For compression, PZT, stepper motor, if Or using other actuators or fluid pressure You can

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮同調式光ファイバ装置であって、 外径が少なくとも0.3mmであり、かつ少なくとも1つの反射素子がその長
手方向軸に沿って配置されている同調可能型光学素子を備えており、前記同調可
能型光学素子の少なくとも一部の断面が、連続しているとともに、実質的に同じ
材料から構成されていることを特徴とする圧縮同調式光ファイバ装置。
1. A compression tunable optical fiber device comprising a tunable optical element having an outer diameter of at least 0.3 mm and at least one reflective element disposed along its longitudinal axis. A compression tunable optical fiber device, wherein at least a part of the tunable optical element has a continuous cross section and is made of substantially the same material.
【請求項2】 内部に前記反射素子が埋め込まれている光ファイバと、前記光
ファイバおよび前記反射素子をその長手方向軸に沿って収容している管と、を備
えており、前記管が前記ファイバの少なくとも一部に融接されていることを特徴
とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
2. An optical fiber having the reflective element embedded therein, and a tube accommodating the optical fiber and the reflective element along a longitudinal axis thereof, the tube comprising: The compression-tuned optical fiber device according to claim 1, wherein the compression-tunable optical fiber device is fused to at least a part of the fiber.
【請求項3】 前記同調可能型素子が、外側のクラッディングおよび内側のコ
アを内部に備えた、大きな直径の光導波路を備えていることを特徴とする請求項
1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
3. The compression tunable optical fiber of claim 1, wherein the tunable element comprises a large diameter optical waveguide having an outer cladding and an inner core therein. apparatus.
【請求項4】 前記同調可能型素子が、 長手方向軸に沿って光ファイバの少なくとも一部に融接された管と、 外側のクラッディングおよび内側のコアを内部に備えた、大きな直径の光導波
路と、を備えており、 前記管と前記導波路とが互いに軸方向に融接され、かつ光学的に結合されてい
ることを特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
4. A large diameter light guide in which the tunable element comprises a tube fused to at least a portion of an optical fiber along a longitudinal axis, an outer cladding and an inner core provided therein. 2. The compression tunable optical fiber device according to claim 1, further comprising a waveguide, wherein the tube and the waveguide are fusion-welded to each other in the axial direction and are optically coupled to each other.
【請求項5】 前記反射素子が前記ファイバの内部に収容されており、かつ前
記管の長手方向軸に沿って前記管に収容されていることを特徴とする請求項4記
載の圧縮同調式光ファイバ装置。
5. The compression tunable light of claim 4, wherein the reflective element is housed inside the fiber and is housed in the tube along a longitudinal axis of the tube. Fiber equipment.
【請求項6】 前記反射素子が、前記光導波路の内部に配置されていることを
特徴とする請求項4記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
6. The compression-tuned optical fiber device according to claim 4, wherein the reflection element is arranged inside the optical waveguide.
【請求項7】 前記材料が、ガラス材料であることを特徴とする請求項1記載
の圧縮同調式光ファイバ装置。
7. The compression-tuned optical fiber device according to claim 1, wherein the material is a glass material.
【請求項8】 前記管が、前記光ファイバにおいて前記反射素子が存在する領
域に融接されていることを特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置
8. The compression-tuned optical fiber device according to claim 1, wherein the tube is fusion-welded to a region of the optical fiber where the reflective element is present.
【請求項9】 前記管が、前記反射素子の軸方向の両側で、前記光ファイバに
融接されていることを特徴とする請求項2記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
9. The compression-tuned optical fiber device according to claim 2, wherein the tube is fusion-welded to the optical fiber on both sides in the axial direction of the reflecting element.
【請求項10】 前記装置が、さらに、複数の前記光ファイバが前記管の内部
に収容されたものを備えていることを特徴とする請求項2記載の圧縮同調式光フ
ァイバ装置。
10. The compression tuned optical fiber device of claim 2, wherein the device further comprises a plurality of the optical fibers housed within the tube.
【請求項11】 前記装置が、さらに、複数の前記コアが前記導波路の内部に
配置されたものを備えていることを特徴とする請求項3記載の圧縮同調式光ファ
イバ装置。
11. The compression tuned fiber optic device of claim 3, wherein the device further comprises a plurality of the cores disposed within the waveguide.
【請求項12】 前記同調可能型素子が、複数の反射素子を内部に備えている
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
12. The compression tunable optical fiber device according to claim 1, wherein the tunable element internally includes a plurality of reflective elements.
【請求項13】 前記同調可能型素子が、少なくとも一対の反射素子を内部に
備えており、前記同調可能型素子の少なくとも前記の一対の素子の間の部分に希
土類ドーパントがドープされていることによって、レーザが構成されていること
を特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
13. The tunable element internally comprises at least a pair of reflective elements, wherein at least a portion of the tunable element between the pair of elements is doped with a rare earth dopant. 2. The compression tuned optical fiber device according to claim 1, wherein the laser comprises a laser.
【請求項14】 前記レーザが、前記同調可能型素子に加わる荷重の変化とと
もに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項13記載
の圧縮同調式光ファイバ装置。
14. The compression tunable fiber optic device of claim 13, wherein the laser produces a laser with a laser wavelength that varies with changes in the load on the tunable element.
【請求項15】 前記同調可能型素子において、少なくとも前記反射素子が存
在している領域に希土類ドーパントがドープされており、前記反射素子によって
DFBレーザが構成されていることを特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光フ
ァイバ装置。
15. The tunable device according to claim 1, wherein at least a region in which the reflective element is present is doped with a rare earth dopant, and the reflective element constitutes a DFB laser. A compression-tuned optical fiber device as described.
【請求項16】 前記DFBレーザが、前記同調可能型素子に加わる荷重の変
化とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項1
3記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
16. The DFB laser produces a laser with a laser wavelength that varies with changes in the load applied to the tunable element.
3. The compression-tuned optical fiber device according to item 3.
【請求項17】 前記材料がシリカであることを特徴とする請求項1記載の圧
縮同調式光ファイバ装置。
17. The compression tuned fiber optic device of claim 1, wherein the material is silica.
【請求項18】 前記同調可能型素子の少なくとも一部が円筒状であることを
特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
18. The compression tuneable fiber optic device of claim 1, wherein at least a portion of the tunable element is cylindrical.
【請求項19】 前記同調可能型素子が、少なくとも1つのテーパ状軸方向部
分を備えていることを特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
19. The compression tuneable fiber optic device of claim 1, wherein the tunable element comprises at least one tapered axial portion.
【請求項20】 前記反射素子が固有波長を有しており、前記同調可能型素子
が、前記同調可能型素子に加えられる荷重の変化に対する、前記固有波長のシフ
トの感度が所定のものとなるような形状を有することを特徴とする請求項1記載
の圧縮同調式光ファイバ装置。
20. The reflective element has a characteristic wavelength such that the tunable element has a predetermined sensitivity of the characteristic wavelength shift to changes in load applied to the tunable element. The compression-tuned optical fiber device according to claim 1, which has a shape as described above.
【請求項21】 前記同調可能型素子の形状が、ドッグボーン形状であること
を特徴とする請求項1記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
21. The compression tunable optical fiber device according to claim 1, wherein the tunable element has a dogbone shape.
【請求項22】 光ファイバ装置の波長を同調する方法であって、 a)外径が少なくとも0.3mmであるとともに、少なくとも1つの反射素子
がその長手方向軸に沿って配置されており、少なくとも一部における断面が、連
続しているとともに、実質的に1種類の連続した材料から構成されている同調可
能型光学素子を提供し、 b)前記同調可能型素子を軸方向に圧縮して、前記反射素子の反射波長を変化
させることを特徴とする方法。
22. A method for tuning the wavelength of a fiber optic device, comprising: a) an outer diameter of at least 0.3 mm and at least one reflective element disposed along its longitudinal axis; Providing a tunable optical element, the cross-section of which is continuous in part and consisting essentially of one continuous material, b) compressing the tunable element axially, A method comprising changing a reflection wavelength of the reflection element.
【請求項23】 前記素子が、光ファイバおよび前記反射素子をその長手方向
軸に沿って収容しているとともに前記ファイバの少なくとも一部に融接されてい
る管を備えていることを特徴とする請求項22記載の方法。
23. The element comprises a tube containing an optical fiber and the reflective element along its longitudinal axis and fused to at least a portion of the fiber. 23. The method of claim 22.
【請求項24】 前記管の内部に、複数の前記光ファイバが収容されているこ
とを特徴とする方法。
24. A method, wherein a plurality of said optical fibers are contained inside said tube.
【請求項25】 前記同調可能型素子が、外側のクラッディングおよび内側の
コアを内部に備えた、大きな直径の光導波路を備えていることを特徴とする請求
項22記載の方法。
25. The method of claim 22, wherein the tunable element comprises a large diameter optical waveguide having an outer cladding and an inner core therein.
【請求項26】 前記導波路が、前記コアを複数備えていることを特徴とする
請求項22記載の方法。
26. The method of claim 22, wherein the waveguide comprises a plurality of the cores.
【請求項27】 前記同調可能型素子が、複数の反射素子を内部に備えている
ことを特徴とする請求項22記載の方法。
27. The method of claim 22, wherein the tunable element internally comprises a plurality of reflective elements.
【請求項28】 前記同調可能型素子が、少なくとも一対の反射素子を内部
に備えており、前記同調可能型素子の少なくとも前記の一対の素子の間の部分に
希土類ドーパントがドープされていることによって、レーザが構成されているこ
とを特徴とする請求項22記載の方法。
28. The tunable element internally comprises at least one pair of reflective elements, wherein at least a portion of the tunable element between the pair of elements is doped with a rare earth dopant. 23. The method of claim 22, wherein the laser is configured.
【請求項29】 前記レーザが、前記同調可能型素子に加わる荷重の変化とと
もに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項28記載
の方法。
29. The method of claim 28, wherein the laser produces a laser with a laser wavelength that varies with changes in the load on the tunable element.
【請求項30】 前記同調可能型素子において、少なくとも前記反射素子が存
在している領域に希土類ドーパントがドープされており、前記反射素子によって
DFBレーザが構成されていることを特徴とする請求項22記載の方法。
30. In the tunable device, at least a region in which the reflective element is present is doped with a rare earth dopant, and the reflective element constitutes a DFB laser. The method described.
【請求項31】 前記DFBレーザが、前記同調可能型素子に加わる荷重の変
化とともに変化するレーザ波長のレーザを発生させることを特徴とする請求項3
0記載の圧縮同調式光ファイバ装置。
31. The DFB laser produces a laser with a laser wavelength that varies with changes in the load applied to the tunable element.
0. A compression-tuned optical fiber device according to item 0.
【請求項32】 前記反射素子が固有波長を有しており、前記同調可能型素子
は、前記同調可能型素子に加えられる荷重の変化に対する、前記固有波長のシフ
トの感度が所定のものとなるような形状を有することを特徴とする請求項22記
載の方法。
32. The reflective element has a characteristic wavelength, and the tunable element has a predetermined sensitivity of the characteristic wavelength shift to changes in load applied to the tunable element. 23. The method of claim 22, having a shape such as:
【請求項33】 前記同調可能型素子の形状が、ドッグボーン形状であること
を特徴とする請求項32記載の方法。
33. The method of claim 32, wherein the tunable element has a dogbone shape.
【請求項34】 前記の圧縮するステップでは、アクチュエータによって前記
同調可能型素子を圧縮することを特徴とする請求項22記載の方法。
34. The method of claim 22, wherein the compressing step compresses the tunable element with an actuator.
【請求項35】 前記アクチュエータが、ステッパ電動機、ピエゾ電気式アク
チュエータ、ソレノイド、もしくは空気圧式アクチュエータであることを特徴と
する請求項34記載の方法。
35. The method of claim 34, wherein the actuator is a stepper motor, piezo electric actuator, solenoid, or pneumatic actuator.
【請求項36】 前記の圧縮するステップでは、流体圧力によって前記同調可
能型素子を圧縮することを特徴とする請求項22記載の方法。
36. The method of claim 22, wherein the compressing step compresses the tunable element by fluid pressure.
【請求項37】 前記材料が、ガラス材料であることを特徴とする請求項22
記載の方法。
37. The material of claim 22, wherein the material is a glass material.
The method described.
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