TW200404172A - Pseudo slant fiber Bragg grating, multiple series fiber Bragg grating, optical fiber type coupler and optical connector - Google Patents

Description

200404172 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明乃關於擬斜型布拉格光纖光柵，複數串列型布 拉格光纖光柵，光纖型耦合器以及光連結器，尤其是關於 在分波多工（Wavelength Division Multiplexing，以下簡 稱「WDM」）傳輸系統當中，在從重疊的信號當中分離 所希望的信號光的情況下等之具有用處之擬斜型布拉格光 纖光柵’複數串列型布拉格光纖光柵，光纖型耦合器以及 光連結器。 【先前技術】 近年來，WDM傳輸系統乃做爲傳送大容量資訊之系 統而受到矚目。此WDM傳輸系統爲藉由1條光纖來進行 多數波長的信號光或是試驗光之多重傳送者，於傳送側中 ’必須使用用於結合各種信號光或是試驗光之光合波器， 而於接收側中，則必須使用用於分離各種信號光之光分波 器、或是截頻不需要的信號光之光阻隔濾波器。 以往，乃使用介電多層膜濾波器或是布拉格光纖光柵 (Fiber Bragg Gratings，以下簡稱「FBG」）等方式，來 做爲此類光合波器、光分波器及光阻隔濾波器。 然而，於依據介電多層膜濾波器的方式當中，因爲是 將介電多層膜濾波器插入於光纖之間，並以接著劑固定此 ，或是夾在連結器來使用，因此在嚴苛的溫度環境下有可 能產生故障，此外亦會使其特性產生變化。 -5- (2) (2)200404172 此外，於依據FBG的方式當中，雖然在截頻頻域爲 10〜20nm，截頻量爲 20dB左右的週期調變型（Chirped) FBG當中達到實用化，但是卻無法於需求逐漸提升之高截 頻量（截頻量：40dB以上）當中達到實用化，並且無法 提升系統設計的自由度。 在此，關於週期調變型FB G方式當中達到高截頻量 的方法，有①使週期調變率（Chirp Rate )(格柵間隔Λ 的變化率）趨緩的方法（以下稱爲「低週期調變率FBG 法」），以及②將截頻量約爲2〜30dB之相同構成之2個 週期調變FB G，形成2段串列的方法（以下稱爲「2段連 結法」）等。 然而，於①的低週期調變率FB G法當中，難以從收納 空間的限制來確保足夠的光柵長，於現實當中，可實施之 週期調變率存在著下限。例如，於SC型光PAD連結器中 裝設FBG的情況下，光纖光柵長必須於20mm以下，然 而在此長度下，於爲了得到想要的頻域（10〜2 Onm以上） 之所需調變量當中，難以量產出截頻量爲40dB以上之 FBG。此外，於1個週期調變FBG當中，因爲布拉格波長 附近之頻域外的反射相對較大，因此存在著可使用的頻域 有所限制之缺點。 另一方面，亦存在著光栅對光纖軸爲傾斜方向（斜角 :大約4 ° )的方式來製作之所謂的擬斜型布拉格光纖光 柵（以下稱爲「SFBG」）的方式，而在SFBG方式當中 ，一旦使用一般的單模態光纖（Single-Mode Fiber)的話 -6- (3) (3)200404172 ，則與包覆（或是放射）模態（Clad Mode，以下稱爲r 包覆模態」）之結合效率降低，因而難以獲得足夠的頻域 截頻量。因此，爲了於SFBG方式當中確保高截頻量，則 必須採用具有較小的往信號光的纖蕊之封閉作用之專用光 纖，亦即，必須採用相較於單模態光纖單模態光纖，其比 折射率差（△)較小之光纖等。 接下來，於②的2段連結法當中，具有於2個週期調 變FBG之間產生多重反射（費伯瑞-派洛特共振，以下稱 爲「Fabry-Perot共振」）的缺點。亦即，與FBG之布拉 格波長一致之光線的大部份，乃藉由裝設於上游側之F B G (以下稱爲「前段F B G」），而往光的入射方向反射，亦 即光功率與相反方向的基本模態結合，然而有一部分的光 會穿透前段FBG。而穿透光的大部份，則於裝設於前段 FBG的下游側之FBG (以下稱爲「後段FBG」）及前段 F B G之間，接受多重反射。由於此，於2個F B G之間產 生 Fabry-Perot共振，於頻譜特性當中產生拍頻現象（ Beat )，而使截頻量降低。 在此，關於防止多重反射（Fabry-Perot共振）的產 生之方法，雖然有採用SFBG方式者，但是於該方式中， 具有如上述般之使用頻域較窄等之缺點，此外，例如在以 截頻線路監測光爲目的來使用等之，有必要於FBG部份 當中積極產生反射的情況下，因爲反射率較低而無法使用 本發明乃鑑於上述缺點來創作之發明，其目的在於提 (4) (4)200404172 供，可採用1個FBG，來具備FBG及SFBG兩者中間之 特性，並可藉由FBG的功能及SFBG的功能之複合性’ 來確保高截頻量，此外，可將於連結2领FB G的情況下 所產生之多重反射轉換爲包覆模態，並可抑制拍頻現象的 產生之擬斜型布拉格光纖光柵（Quasi Slanted Fiber Bragg Gratings，以下稱爲「QSFBG」），複數串列型布 拉格光纖光柵（以下稱爲「複數串列型FBG」），光纖型 耦合器以及光連結器。 【發明內容】 爲了達成此目的，本發明之QSFBG於光纖的纖蕊上 ，具備光柵的格柵向量對光纖主軸爲傾斜的方式來製作， 並以 90 %以上的反射率來選擇性的反射入射光，且使與 包覆模態結合所產生的損失未滿5 dB之第1折射率格柵部 〇 此外，本發明之QSFBG於光纖的纖蕊上，具備光柵 的格柵向量對光纖主軸爲傾斜的方式來製作，並以1 〇 % 以上的反射率來選擇性的反射入射光，且使與包覆模態結 合所產生的損失爲5 d B以上之第2折射率格柵部。 根據這些本發明之QSFBG，不僅具備介於將布拉格 反射光與基本模態（相反方向）結合之F B G以及與包覆 模態結合之SFBG兩者中間之特性，還可藉由FBG的功 能及S F B G的功能之複合性，來確保高截頻量。 本發明之複數串列型FBG於光纖的纖蕊上，形成了 (5) (5)200404172 光柵的格柵向量對光纖主軸爲平行的方式來製作，並以實 質上爲1 0 0 %的反射率來選擇性的反射入射光，且使與包 覆模態結合所產生的損失未滿5 d B之第3折射率格柵部； 並與此第3折射率格柵部串列來形成，於光柵的格柵向量 對光纖主軸爲傾斜的方式來製作，並以未滿1 〇 %的反射 率來選擇性的反射入射光，且使與包覆模態結合所產生的 損失爲5 dB以上之第4折射率格柵部，以及申請專利範圍 第1項所記載之第1折射率格柵部或是第2折射率格柵部 當中的至少一項之折射率格柵部。 此外，本發明之複數串列型FB G於光纖的纖蕊上， 形成上述第4折射率格柵部；並與此第4折射率格柵部串 列來形成，上述第1〜第4折射率格柵部當中的至少一項 之折射率格柵部。 再者，本發明之複數串列型FB G於光纖的纖蕊上， 形成上述第1折射率格柵部；並與此第1折射率格柵部串 列來形成，上述第1〜第4折射率格柵部當中的至少一項 之折射率格柵部。 此外，本發明之複數串列型FB G於光纖的纖蕊上， 形成上述第2折射率格柵部；並與此第2折射率格柵部串 列來形成，上述第1〜第4折射率格柵部當中的至少一項 之折射率格柵部。 根據本發明之複數串列型FBG，乃具備使多重反射光 與包覆模態達到高效率結合之功能，在者，藉由與基本模 態（相反方向）結合及與包覆模態結合之複合性，而可提 (6) (6)200404172 升較以往的FBG及SFBG還高之截頻特性。 此外，本發明之複數串列型FBG於光纖的纖蕊上， 形成具有所定斜角之上述第1折射率格柵部或是第2折射 率格柵部；並與此折射率格柵部串列來形成，具有與上述 斜角相反符號的斜角之上述第1折射率格柵部或是第2折 射率格柵部。 根據本發明之複數串列型FB G，可以高效率來轉換多 重反射光於包覆模態，並可更進一步的提升截頻特性。 接下來，本發明之光纖型耦合器乃具備傳輸埠，該傳 輸埠具備上述QSFBG或是複數串列型FBG之一。 根據本發明之光纖型耦合器，因爲於構成光纖型耦合 器之COM埠上具備QSFBG或是複數串列型FBG，因此不 僅可確保較高的截頻特性，還可以低成本來簡單的構築 WDM傳輸系統。 此外’本發明之光連結器之特徵爲，於光連結器當中 ，裝設上述QSFBG或是複數串列型FBG之一。 根據本發明之光連結器，因爲本發明之QSFBG或是 複數串列型FBG乃裝設於套圏上並形成栓塞型（Plug Type )’因此不僅可確保較高的截頻特性，還可以自由栓 入拔出的方式，將該光連結器與裝設於光傳輸路徑上之其 他光連結器來接續，並且，可以低成本來簡單的構築 WDM傳輸系統。並可確保充分之頻域截頻量。 【實施方式】 -10- (7) (7)200404172 以下針對本發明之QSFBG，複數串列型FBG，光纖 型親合器以及光連結器的較佳實施型態，參照圖面來加以 說明。 第1圖係顯示，關於本發明的第1實施例之Q S F B G 的縱向剖面圖。於同圖當中，，本發明之qSFBg具備光纖 4’該光纖4乃藉由，以石英系列玻璃爲主要成份之纖蕊 4 1 ’及設置於此纖蕊4 1的外圍，且其折射率較纖蕊4 1爲 小之纖殼4 2所組成，而於該纖蕊41上形成，光柵間隔沿 著光軸逐漸變化，且光柵的格柵向量對光纖主軸爲傾斜的 方式來製作之第1折射率格柵部4 1 a或是第2折射率格柵 部4 1 b。亦即，以對光纖4的軸線傾斜的方式來配置相位 光罩（圖中未顯示）於光纖4的外側上，從該相位光罩的 外側來照射紫外線（圖中未顯示）。藉此，於纖蕊4 1的 所定區域上形成，光栅間隔沿著光軸逐漸變化，且光柵的 格柵向量對光纖主軸爲傾斜的方式來製作之第1折射率格 柵部4 1 a或是第2折射率格柵部4 1 b。 而第1折射率格柵部4 1 a或是第2折射率格柵部4 1 b 最好是以，沿著光的傳輸方向，從長波長側的區域往短波 長側的區域逐漸變化的方式來設置。藉此，從長波長區域 側入射的信號光，於光柵處轉換爲包覆模態，而該反射光 則不會於纖蕊當中傳輸，因而可抑制截頻區域之反射。 關於以上的QSFBG，乃以下列方式來具體製作。 亦即，製作於纖蕊徑爲8 μηι、比折射率差爲0 · 3 %之 纖蕊41上包含Ge，且纖殻徑爲125 μιη之光纖4，於此光 (8) (8)200404172 纖4上，採用Ar離子雷射第二高諧波（又=244nm )，並 藉由相位光罩法，來形成斜角（0 )爲2 °之QSFBG。在 此，週期調變·光柵的相位光罩之中心週期（2 Λ )爲 1076nm，而週期調變率（C)爲 0.56nm/mm，第 1、第2 折射率格柵部41a、41b的長度（G )爲20mm，第1、第 2折射率格柵部41a、41b中的實效折射率（N)爲1.44 7 ，折射率調變爲3 X 1 (Γ3。 於上述的實施例當中，於斜角（Θ )爲0.2〜2 °，且 截頻量爲10 dB以上的情況下，將具備以90%以上的反射 率來反射入射光，且使與包覆模態結合所產生的損失未滿 5dB之第1折射率格柵部41a之QSFBG，稱爲第1種 QSFBG，而於斜角（0)爲1〜3°，且截頻量爲10dB以 上的情況下，將具備以1 0 %以上的反射率來反射入射光 ，且使與包覆模態結合所產生的損失爲5dB以上之第2折 射率格柵部41b之QSFBG，稱爲第2種QSFBG。而所謂 的斜角（0 )，是指入射光於折射率較高的區域（Η )產 生反射的情況下之，光纖軸向量（入射光）與格柵向量所 形成的角度。 在此，於第1種QSFBG當中，使反射率達到90%以 上者’是因爲達到與一般的FB G (第3折射率格柵部）相 同程度之反射（爲實質上之全反射）者。此外，於第1種 QSFBG當中，使與包覆模態結合所產生的損失未滿5dB 者’是因爲達到與一般的FB G所觀察到之與包覆模態結 合所產生的損失相同程度者。再者，於第2種QSFBG當 -12- 200404172 Ο) 中，使反射率達到1 〇 %以上者，是因爲可將「反射」做 爲功能來使用者。此外，於第2種q s F B G當中，使與包 覆模態結合所產生的損失爲5dB以上者，是因爲達到較一 般的F B G所觀察到之與包覆模態結合所產生的損失還大 者。 以上的FBG，亦即第1種或是第2種QSFBG及 SFBG (以下稱爲「FBG群」）的單體反射率，可於 JISC5 90 1 -200 1之光傳輸用被動元件試驗方法之6.5項所 規定之方法1 (採用光柵元件之方法）或是方法2 (採用 光循環器及全反射終端之方法）當中，採用自發性激光放 大光源（Amplified Spontaneous Emission，以下稱爲厂 ASE」）、超發光一極體光源（Super Luminescence Diode ，以下稱爲「SLD」）、邊射型發光二極體光源（Edge Emission Light-Emitting Diode，以下稱爲「EELED」） 等之高輸出之廣頻域光源，或是低自發性放射光源（ Source Spontaneous Emission，以下稱爲「SSE」）之可 變波長雷射光源，並採用可測量波長特性來做爲功率量測 器之光頻譜分析儀，來加以測定。於方法2當中，亦可採 用具有已知的反射率之終端器來取代全反射終端器。此外 ，關於F B G群的單體之與包覆模態結合所產生的損失， 於具備週期調變之廣頻域的FB G群的情況下，可藉由下 式來求得。 CML= ( RL2 ( λ ) - RL! ( λ ) )/2 -13- (10) (10)200404172 CML ( Λ ):與包覆模態結合所產生的損失 RL1 ( λ ):於週期調變的方向（從格柵間隔較短者 )上入射試驗光所得到的反射衰減量（頻譜） RL2 ( λ ):於與週期調變的方向相反的方向上（從 格柵間隔較長者）入射試驗光所得到的反射衰減量（頻譜 ) 於上式中，兩測定値的差乃顯示與包覆模態結合所產 生的損失。亦即，由於與包覆模態結合所產生的損失，是 於較布拉格波長還短數nm之波長區域中產生，因此，在 從週期調變的方向上入射試驗光的情況下，並不會受到與 包覆模態結合所產生的損失而進行布拉格反射，然而，在 從與週期調變的方向相反的方向上入射試驗光的情況下， 由於在該波長之到布拉格反射點爲止之間，受到與包覆模 態結合所產生的損失（因爲通過較該波長還要長數nm之 布拉格波長的區域，亦即，因爲通過於該波長上產生與包 覆模態結合所產生的損失之區域，因此受到與包覆模態結 合所產生的損失），因此，兩測定値的差乃顯示與包覆模 態結合所產生的損失。而以2相除者，乃由於反射測定， 而使試驗光於與包覆模態結合所產生的損失之區域之間往 返，而受到雙重之與包覆模態結合所產生的損失之故。 根據以上的第1實施例之第1種、第2種QSFBG， 乃具備一般的FBG及以往的SFBG兩者中間之特性，此 外，還藉由一般的FBG的功能，亦即’將以基本模態來 -14- (11) (11)200404172 傳輸的入射光轉換（反射）爲相反方向之基本模態的功能 ，及以往的s F B G的功能，亦即，將反射光與包覆模態結 合的功能之複合性，來確保高截頻量。尤其是，於第2種 QSFBG當中，藉由與基本模態結合及與包覆模態結合之 複合作用，來具有較FBG及SFBG還高之截頻量。 第2圖係顯示，關於本發明的第1實施例之第2種 QSFBG的穿透頻譜、亦即輸入波長（nm)及穿透率（dB )之間的關係。於同圖當中，細線W1係顯示斜角（0 ) 爲0 °的F B G，粗線W2係顯示斜角（0 )爲2 °之本發明 的第2種QSFBG，虛線W3係顯示斜角（0 )爲4 °之以 往的SFB G之特性。從同圖當中可得知，本發明的第2種 Q S F B G，於 1 5 5 0〜1 5 6 5 nm 的頻域當中，可截頻大約 40〜80dB的範圍之光信號。 第3圖係顯示，關於本發明的第2實施例之複數串列 型FB.G的縱向剖面圖。於同圖當中，與第1圖具有共通 的部份，則附加相同符號並省略其詳細說明。於第3圖當 中，本發明的複數串列型FBG具備光纖4，該光纖4乃藉 由，以石英系列玻璃爲主要成份之纖蕊4 1，及設置於此 纖蕊41的外圍，且其折射率較纖蕊41爲小之纖殼42所 組成，而於該纖蕊41上來串列形成如下述般之第1種、 第2種QSFBG (第1、第2折射率格柵部41a、41b)。 亦即，與第1實施例相同，以對光纖4的軸線傾斜的方式 來配置相位光罩於光纖4的外側上，從該相位光罩的外側 來照射紫外線。藉此，於纖蕊4 1的所定區域上形成第1 -15- (12) (12)200404172 種QSFBG (第1折射率格柵部41a )。接下來，於此狀態 下’將光纖4軸方向偏移，藉由與上述相同之照射紫外線 ’來形成第2種QSFBG (第2折射率格柵部41b)。 在此，與第1實施例相同，第1種、第2種QSFBG (第1、第2折射率格柵部4 1 a、4 1 b )各自沿著光的傳輸 方向，從長波長側的區域往短波長側的區域逐漸變化的方 式來設置，於第1種QSFBG (第1折射率格柵部41a)及 第2種QSFBG (第2折射率格栅部41b )之間，設置大約 1 mm的平坦區域（未寫入光柵之區域）。 以上之第2實施例之複數串列型FB G，乃以下列方式 來具體製作。 亦即，製作於纖蕊徑爲8 # m、比折射率差爲0.3%之 纖蕊41上包含Ge，且纖殻徑爲125 μιη之光纖4，於此光 纖4上，採用KrF準分子雷射，（A=248nm)，並藉由 相位光罩法，來串列形成斜角（0 )爲2 °之第1種、第 2種QSFBG (第1、第2折射率格柵部41a、41b)。在此 ，週期調變·光柵的相位光罩之中心週期（2 Λ )爲 1 140nm，而週期調變率（C )爲1.2nm/mm，第1種、第2 種QSFBG (第1、第2折射率格柵部41a、41b)的長度 (G)爲8mm，第1種、第2種QSFBG (第1、第2折射 率格柵部41a、41b )的實效折射率（N )爲1.447，折射 率調變爲3 X 1(Γ3。而於上述的實施例當中，第1種、第2 種QSFBG (第1、第2折射率格柵部41a、41b )之間的 間隙爲1mm，但是亦可在200mm以下，具體而言在數 -16- (13) (13)200404172 mm〜數十 mm〇 根據第2實施例之複數串列型FB G，乃具備較以往的 FBG及SFBG還高之截頻特性，可確保高反射率，並高效 率的將多重反射光轉換爲包覆模態，並可抑制拍頻現象的 產生。尤其是，如之後所述般，在對2個第2種QSFBG 進行2段連結的情況下，可具備更高之截頻特性。 第4圖係顯示，關於本發明的第2實施例之複數串列 型FBG的反射頻譜、亦即輸入波長（nm)及反射率（dB )之間的關係。 於同圖當中，細線 W4係顯示以往的FBG ( 1段之 FBG )，粗線W5係顯示第2實施例之複數串列型FBG。 從同圖當中可得知，於本發明的複數串列型F.B G當中， 於1 5 40〜1 5 60nm的頻域信號產生近100%的反射，此外， 於布拉格波長附近的頻域外反射極小。 於以上的實施例當中，乃針對 2段連結之 2個 QSFBG的情況力[]以敘述，但如之後所述般，亦可組合並2 段連結FBG、SFBG、第1種、第2種QSFBG。 第1表係顯示，2段連結FBG、SFBG、第1種、第2 種QSFBG的情況之組合型態及其功能。 -17- (14) (14)200404172 [第1表】 試料 號碼 前段 後段 截頻 量 反射 率 多重 反射 1 FBG FBG 中 高 有 2 FBG 第1種QSFBG 中 高 >fnr ΎΠΤ j \ \\ 3 FBG 第2種QSFBG 中〜大 高 並 4 FBG SFBG 中 高 flE J V 5 第1種QSFBG FBG 中 局 Μ j \\\ 6 第1種QSFBG 第1種QSFBG 中 局 M J V 7 第1種QSFBG 第2種QSFBG 中〜大 局 A \\ i~ 11M: j \ \\ 8 第1種QSFBG SFBG 中 局 無 9 第2種QSFBG FBG 中〜大 局 迦 J » 10 第2種QSFBG 第1種QSFBG 中〜大 局 /fnr MIIT J i w 11 第2種QSFBG 第2種QSFBG 大 局 姐 12 第2種QSFBG SFBG 中〜大 局 J \ \\ 13 SFBG FBG 中 低〜中 赃 y» 14 SFBG 第1種QSFBG 中 低〜中 iffi J 15 SFBG 第2種QSFBG 中〜大 低〜中 flE j \\\ 16 SFBG SFBG 中 低 姐 J \ w 從第1表當中，於試料號碼2〜16中，可得知可將於 2段連結FB G的情況下所產生之多重反射與包覆模態結合 ，尤其是於試料號碼3、7、9〜1 2中，相較於其他試料號 碼，其截頻量及反射率較高。 -18- (15) (15)200404172 在此，就觀察主要的FBG的2段連結的特性的話’ 首先，於試料號碼1，亦即串列形成相同設計的2個F B G 的情況下，截頻量適中，雖然反射率較高，但是於前段 FBG及後段FBG之間受到多重反射，而產生Fabry-Perot 共振，並且於頻譜特性當中出現波動（Ripple )的缺點。 此外，於試料號碼 1 6，亦即串列形成相同構成的 2個 SFBG的情況下，雖然於2個SFBG之間受到多重反射， 但是因爲SFBG本身具備將基本模態轉換爲包覆模態之作 用’因此幾乎不與基本模態結合，而使反射率變低。如此 的低反射率·，較不理想的反射可在傳輸系統上具備優勢， 然而於線路監視系統當中，於積極利用線路監視光等之反 射之傳輸系統當中則較爲不.利。而於採用一般的單模態光 纖來製作SFBG的情況下，難以達到與包覆模態的高效率 結合’因而難以達到高截頻量。 接下來，於試料號碼4，亦即於前段爲FB G，後段爲 SFBG來串列形成的情況下，因爲得到高反射率而在反射 光爲必要的傳輸系統中較爲有利，但是由於在後段的 SFBG的頻域較窄，因此可使用的頻域受到限制。 接下來，於試料號碼2，亦即如第5圖所示般，於前 段爲FBG，後段爲第1種QSFBG來串列形成的情況下， 與上述試料號碼4者相同，因爲得到高反射率而在反射光 爲必要的傳輸系統中較爲有利。此外，因爲於後段上連結 第1種QSFBG，因此可高效率的將多重反射光轉換爲包 覆模態，並有利於抑制拍頻的產生。亦即如第5圖所示般 -19- (16) 200404172 ，與布拉格波長一致的波長的大部分光，乃藉由前段 來與相反方向之基本模態結合，而一部分則穿透前段 ，該穿透光於後段的第1種QSFBG反射，此反射光 射至與入射方向呈7Γ -2 0 ( Θ爲「斜角」）的角度之 ，然後此反射光於前段FB G來高效率的轉換爲包覆 ’並抑制拍頻的產生。此外，於試料號碼4，亦即串 成相同設計的2個第1種QSFBG的情況下，與上述 號碼4者相同，因爲得到高反射率而在反射光爲必要 輸系統中較爲有利。 此外，於試料號碼1 1，亦即2段連結相同設計 個第2種Q S F B G的情況下，與上述試料號碼6者相 因爲得到高反射率，而可抑制拍頻的產生，此外，藉 拉格反射與包覆模態的結合之複合作用，因而相較於 FBG的2段連結，更能得到高截頻量。 在此，於試料號碼1 1，就前段的第2種Q S F B G 段的第2種Q S F B G的斜角（0 )的關係最適化而言 體而言，如第5圖所示般，將前段的第2種QSFBG 角（0 )大槪設定爲2 °，後段的第2種Q S F B G的斜 0 )設定爲相反符號（大槪爲-2 ° )，如此，因爲可 率的將多重反射光與包覆模態結合，因此更具有相乘 來提升截頻特性。 而在上述的第2實施例當中，乃針對FB G的2 結來加以敘述，而若是必要，亦可進行F B G的3段 的連結。 FBG FBG 被反 方向 模態 列形 試料 的傳 的 2 同， 由布 其他 及後 ，具 的斜 角（ 高效 效果 段連 以上 -20- (17) (17)200404172 第7圖係顯示’採用第2實施例之複數串列型F B G 的光纖型耦合器之模式圖。於同圖當中，與第3圖具有共 通的部份，則附加相同符號並省略其詳細說明。 於第7圖中，本發明的光纖型耦合器5具備，對回送 信號（1 260〜1 3 60nm)及傳出信號（1 4 8 0〜158〇nm)進行 合波分波之稱合器本體5 1，及裝設於稱合器本體5 1的輸 入側之C Ο Μ傳輸埠5 2 ’及裝設於耦合器本體5 1的輸出 側之第1、第2 0 υ τ傳輸瑋5 3、5 4。在此，於構成C Ο Μ 傳輸埠5 2之光纖芯線的前端部上，裝設了第1連結器5 6 ，此外’於構成第1 Ο U Τ傳輸埠5 3 (以下稱爲「1 · 5 5傳 輸璋」）之光纖芯線的前端部上，裝設了接續於之後所述 之光電二極體（Photo Diode，以下稱爲pd)之第2連結 器57，而於構成第20UT傳輸j：阜54(以下稱爲「1.3傳輸 埠」）之光纖芯線的前端部上，裝設了接續於之後所述之 雷射二極體（Laser Diode，以下稱爲LD )之第3連結器 58 〇 具備如此構成之光纖型耦合器5，可如第8圖所示般 來製造。於同圖當中’與第3圖及第7圖具有共通的部份 ，則附加相同符號並省略其詳細說明。 首先，如第8圖（a )所示般，首先準備在單模態光 纖的周圍上包覆樹脂之2條光纖芯線4a、4b，藉由上述 同樣的方法，於1條光纖芯線4a的纖蕊上串列形成第1 、第2折射率格柵部4 1 a、4 1 b。然後將2條光纖芯線4 a 、4b的中間部之樹脂披覆層除去所定長度，而暴露出光 -21 - (18) 200404172 纖 4a，、4b，。 接下來’將2條光纖4a，、4b，以微燒結裝置等，一 溶融一邊於溶融狀態下延伸，直至延伸至所定的分歧比 藉此，如第8圖（b )所示般，可得到光分歧結合部6 從其兩側延伸出之第1〜第4光纖部6a〜6d。在此，如第 圖（c )所示般，連接設置於第2光纖部6b之另一條光 4&被切除。 接下來，如第8圖（d ) 、（ e )所示般，不僅將光 歧結合部6及第1〜第4光纖部6a〜6d收納於，設置於 純石英等所組成之封裝基盤61之溝61a，還將第1〜第 光纖部6 a〜6 d介於接著劑6 2 a、6 2 b，固定於封裝基盤 上，並將之收納於不銹鋼管6 3等。而若是必要，亦可 不銹鋼管63的外圍上設置收縮管等保護管64。藉此， 得到具備COM傳輸埠52、1 ·55傳輸埠53、1 .3傳輸埠 之光纖型耦合器5。 第9圖（a )顯示以往的光纖型耦合器的截頻特性 第9圖（b )顯示本發明的光纖型耦合器的截頻特性。 於第9圖（a ) 、（ b )中，細線顯示1 · 3傳輸埠的截頻 性，粗線顯示1 . 5 5傳輸埠的截頻特性。 從第9圖（a )當中可得知，於以往的光纖型耦合 中，於1 · 3傳輸埠中，讓1 · 3 nm頻域的信號接近1 〇 〇 % 透，另一方面，於1.55 nm頻域中不讓信號穿透’此外 於1 · 5 5傳輸堤中，讓1 · 5 5 n m頻域的信號接近1 〇 〇 %穿 ，另一方面，於1.3nm頻域中幾乎不讓信號穿透。 邊 〇 及 8 纖 分 由 4 6 1 於 可 54 而 特 器 穿 透 -22- (19) (19)200404172 此外，從第9圖（b )當中可得知，於本發明的光纖 型耦合器中，於1.3傳輸埠中，雖然具有與以往的光纖型 耦合器相同的截頻特性，但是於1 · 5 5傳輸璋中，幾乎不 讓1 · 3 n m頻域的信號穿透，此外，於1 · 5 5傳輸璋中，信 號完全被截頻。 而於上述實施例當中，乃針對採用第2實施例之複數 串列型FB G來加以敘述，但是亦可採用第1實施例之第1 種QSFBG或是第2種QSFBG。 第10圖係顯示，適用本發明的光纖型耦合器於FTTB (Fiber To The Building)的光纖使用者存取系統的情況 之WDM傳輸系統構成圖。於第10圖及第1 1圖當中，與 第3圖、第7圖及第8圖具有共通的部份，則附加相同符 號並省略其詳細說明。於第1 0圖中，WDM傳輸系統具備 ’設置於業者側之光線路終端裝置（Optical Line Teirminal，以下稱爲「〇LT」）1，及設置於使用者側之多 數的光纖網路裝置（Optical Network Unit，以下稱爲「 」）2，OLT1及各個0NU2之間，是由單模態光纖光 Μ芯線等所構成之光傳輸線路3來接續。而爲了說明的便 利性’於第1 0圖及之後所述的第1 1圖當中，僅顯示1台 的 ONU2。 〇LTl具備，接收1·3μιη頻域之回送信號之接收用PD (以下稱爲「業者側PD」）1 1，及傳送1 ·49μιη·頻域之傳 出信號之傳送用LD (以下稱爲「第1業者側LD」）1 2， 及傳送1·55μπι頻域之傳出信號之傳送用LD (以下稱爲「 -23- (20) (20)200404172 第2業者側LD」）1 5，及對回送及傳出的2種波長進行 合波分波之WDM耦合器（以下稱爲「業者側WDM耦合 器」）13，及PLC (平面光導波路）分歧器14，及耦合 器16。此外，ONU2具備，接收頻域之傳出信號 之接收用P D (以下稱爲「第丨使用者側P d」）2 1，及傳 送1 · 3 μιη頻域之回送信號之傳送用LD (以下稱爲「使用 者側LD」）22，及本發明的光纖型耦合器（以下稱爲「 使用者側WDM耦合器」）5。 在此，第1業者側LD 12及第2業者側LD 1 5接續於 耦合器1 6，於此耦合器1 6上，接續了業者側w D Μ耦合 器1 3。此外，業者側PD 1 1接續於業者側WDM耦合器1 3 ，於此業者側WDM耦合器13上，接續了 PLC分歧器14 。接下來，使用者側WDM耦合器5的第2連結器57接 續於第1使用者側PD21，而第3連結器58則接續於使用 者側LD22。此外，使用者側WDM耦合器5的第1連結 器5 6接續於轉接器26，於此轉接器26上，接續了第4 連結器24。再者，於此第4連結器24上，介於光傳輸線 路3而接續了 PLC分歧器14。 於此構成之WDM傳輸系統中，因爲傳輸線路內的布 拉格光纖光柵與耦合器爲一體化，亦即因爲於構成使用者 側WDM耦合器5的COM傳輸埠之光纖纖蕊上，串列形 成第 1、第 2折射率格柵部 41a、41b，因而可截頻 1 . 5 5 μιη頻域之傳出信號。此外，從長波長側的區域側所 入射的信號光，於斜型光柵被反射，而由於該反射光並不 -24- (21) (21)200404172 會於纖蕊41中被傳輸，因而可抑制截頻區域之反射。 因此，根據本發明的WDM傳輸系統，於構成目前所 採用的FTTB系統之光傳輸線路的轉接器及連結器上，可 自由裝脫本發明的光纖型耦合器5，藉由此，可以以低成 本的方式來簡單的建構不需「影像傳送」之FTTH ( Fiber to the Home)系統。 接下來，如第1 1圖所示般，在從不需「影像傳送」 之FTTH系統切換至需要「影像傳送」之FTTH系統的情 況下，不採用本發明的光纖型耦合器5，取而代之的是接 續以往的光纖型耦合器23，將第1連結器5 6介於第2轉 接器26'及第5連結器2V，來接續於濾波器（或是耦合器 )2 8，並將接收1 . 5 5 μιη頻域之傳出信號之第2使用者側 PD.27，接續於此濾波器（或是耦合器）28，然後將濾波 器（或是耦合器）28經由第6連結器25「，接續於轉接器 2 6° 藉此，可以容易且低成本的從不需「影像傳送」之 FTTH系統切換至需要「影像傳送」之FTTH系統。 而於上述實施例當中，乃針對形成第1、第2折射率 格柵部4 1 a、4 1 b於COM傳輸埠側的情況加以說明，但亦 可形成於1 . 5 5傳輸埠側。 第12圖係顯示，採用第1實施例之第1種QSFBG ' 第2種QSFBG，或是第2實施例之複數串列型FBG之SC 形光PAD連結器的縱向剖面圖。於同圖當中，SC形光 PAD連結器具備外罩7，於此外罩7內的一邊之中心部上 -25- (22) (22)200404172 ，設置套圈8。然後’於此套圈8內，裝設了上述第1種 QSFBG、第2種QSFBG，或是複數串列型FBG當中之一 。於此實施例當中，乃裝設複數串列型FBG9。而於此光 連結器的一端上，形成雄性構造，於另一端上，形成雌性 構造。 根據此實施例，因爲複數串列型FBG9等乃裝設於套 圈上而形成栓塞型，因此可自由裝脫該光連結器於設置於 光傳輸線路的其他連結器上來接續，因而可可以以低成本 的方式來簡單的建構 WDM傳輸系統。此外，於該 COM 傳輸埠的前端部接續該光連結器的情況下，可自由裝脫該 光連結器於設置於光傳輸線路的光纖網路裝置側之連結器 產業上之可利用性= 於上述說明當中可得知，根據本發明之 Q S F B G，可 採用1個FBG，來具備FBG及SFBG兩者中間之特性， 還可藉由 FBG的功能及SFBG的功能之複合性，來確保 高截頻量。此外，根據本發明之複數串列型FB G，可降低 布拉格波長附近之頻域外的反射，並將多重反射轉換爲包 覆模態，並可抑制拍頻現象的產生。再者，根據本發明之 光纖型耦合器，因爲於構成光纖型耦合器之COM埠上具 備Q SFBG或是複數串列型FBG，因此不僅可確保較高的 截頻特性，還可以低成本來簡單的構築WDM傳輸系統。 此外，根據本發明之光連結器，因爲本發明之QSFBG或 -26- (23) (23)200404172 是複數串列型FBG乃裝設於套圈上並形成栓塞型（Plug Type )，因此不僅可確保較高的截頻特性，還可以自由栓 入拔出的方式’將該光連結器與裝設於光傳輸路徑上之其 他光連結器來接續，並且，可以低成本來簡單的構築 WDM傳輸系統。 【圖式簡單說明】 · 第 1圖係顯示，關於本發明的第 1實施例之Q s F B G 的縱向剖面圖。 第2圖係顯示，關於本發明的第1實施例之qSFbG 的穿透特性之說明圖。 第3圖係顯示，關於本發明的第2實施例之複數串列 型F B G的縱向剖面圖。 第4圖係顯示，關於本發明的第2實施例之複數串列 型FBG的反射特性之說明圖。 φ 第5圖係顯示，關於本發明的複數串列型f b G的其 他實施例之縱向剖面圖。 第6圖係顯示，關於本發明的複數串列型f B G的其 他實施例之縱向剖面圖。 第7圖係顯示，本發明的光纖型耦合器之模式圖。 第8圖係顯示本發明的光纖型耦合器的製造步驟之說 明圖，第8圖（a )爲顯示於2條光纖芯線的一邊上設置 第1、第2折射率格子部的狀態之說明圖，第8圖（b ) -27- (24) (24)200404172 爲藏不溶融接合2條光纖，並加以延伸而形成光分歧結合 部的狀態之說明圖’第8圖（c )爲顯示切除另一邊的光 纖芯線的一部分的狀態之說明圖，第8圖（d )爲顯示將 · 光分歧結合部加以封裝的狀態之側面圖，第8圖（e )爲 ， 第8圖（d )的A-A線剖面圖。 ’ 第9圖係顯示，本發明的光纖型耦合器的截頻特性之 說明圖，第9圖（a )顯示以往的光纖型耦合器的截頻特 性之說明圖，第9圖（b )顯示本發明的光纖型耦合器的 修 截頻特性之說明圖。 第10圖係顯示，適用本發明的光纖型耦合器於不需 影像傳送之FTTH系統之系統構成圖。 第1 1圖係顯示’藉由將包含於第1 〇圖的系統構成之 本發明的光纖型耦合器，置換爲以往的W D Μ的親合器而 構成之，需要影像傳送之FTTH系統構成圖。 第1 2圖係顯示，本發明的光連結器的縱向剖面圖。 【主要元件對照表】 1 光線路終端裝置 2 光纖網路裝置 3 光傳輸線路 4、 4a 一、4b〆 光纖 - 4 a、4 b 光纖芯線 5、 16、23 光纖型耦合器 6 光分歧結合部 -28- (25)200404172 6 a - 6 d 光纖部 7 外罩 8 套圈 9 複數串列型FBG 11 業者側PD 1 2 第1業者側LD 13 業者側WDM耦合器 14 PLC分離器 15 第2業者側LD 21 第1使用者側PD 22 使用者側LD 24 第4連結器 24f 第5連結器 25f 第6連結器 26 轉接器 16, 第2轉接器 27 第2使用者側PD 28 濾波器（或是耦合器 41 纖蕊 41a 第1折射率格柵部 41b 第2折射率格柵部 42 纖殼 5 1 耦合器本體 52 COM埠

-29- (26)200404172 53 第 1〇UT傳輸埠 54 第 2〇UT傳輪埠 56 第 1連結器 57 第 2連結器 58 第 3連結器 61 封裝基盤 61a 溝 6 2a、 62b 接著劑 63 不銹鋼管 64 保護管 -30-

Claims (1)

1. (1) (1)200404172 拾、申請專利範圍 一種擬斜型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於光纖 的纖蕊、i： ’具備光柵的格柵向量對光纖主軸爲傾斜的方式 來製作’並以90 %以上的反射率來選擇性的反射入射光 ’且使與包覆模態結合所產生的損失未滿5 dB之第1折射 率格柵部。 2' —種擬斜型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於光纖 的纖蕊上，具備光柵的格柵向量對光纖主軸爲傾斜的方式 來製作，並以1 〇 %以上的反射率來選擇性的反射入射光 ，且使與包覆模態結合所產生的損失爲5 dB以上之第2折 射率格柵部。 3、 一種複數串列型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於 光纖的纖蕊上，形成了光柵的格柵向量對光纖主軸爲平行 的方式來製作，並以實質上爲1 〇 〇 %的反射率來選擇性的 反射入射光，且使與包覆模態結合所產生的損失未滿5 dB 之第3折射率格柵部； 並與此第3折射率格柵部串列來形成，於光柵的格柵 向量對光纖主軸爲傾斜的方式來製作，並以未滿1 0 %的 反射率來選擇性的反射入射光，且使與包覆模態結合所產 生的損失爲5 dB以上之第4折射率格柵部，以及申請專利 範圍第1項所記載之第1折射率格柵部或是第2折射率格 柵部當中的至少一項之折射率格柵部。 4、 一種複數串列型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於 光纖的纖蕊上，形成申請專利範圍第3項所記載之第4折 -31 - (2) (2)200404172 射率格柵部， 並與此第4折射率格栅部呈串列來形成，於申請專利 範圔第1項所記載之第1折射率格柵部，以及申請專利範 圍第2項所記載之第2折射率格柵部，以及申請專利範圍 第3項所記載之第3折射率格柵部或是申請專利範圍第3 項所記載之第4折射率格柵部當中的至少一項之折射率格 柵部° 5、 一種複數串列型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於 光纖的纖蕊上，形成申請專利範圍第1項所記載之第1折 射率格棚部， 並與此第1折射率格柵部呈串列來形成，於申請專利 範圍第1項所記載之第1折射率格柵部，以及申請專利範 圍第2項所記載之第2折射率格柵部，以及申請專利範圍 第3項所記載之第3折射率格柵部或是申請專利範圍第3 項所記載之第4折射率格柵部當中的至少一項之折射率格 柵部。 6、 一種複數串列型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於 光纖的纖蕊上，形成申請專利範圍第2項所記載之第2折 射率格柵部； 並與此第2折射率格柵部呈串列來形成，於申請專利 範圍第1項所記載之第1折射率格柵部，以及申請專利範 圍第2項所記載之第2折射率格柵部，以及申請專利範圍 第3項所記載之第3折射率格柵部或是申請專利範圍第3 項所記載之第4折射率格柵部當中的至少一項之折射率格 -32- (3) (3)200404172 柵部。 7、 一種複數串列型布拉格光纖光柵，其特徵爲：於 光纖的纖蕊上’形成具有所定斜角之申請專利範圍第1項 所記載之第1折射率格柵部或是申請專利範圍第2項所記 載之第2折射率格柵部； 並與此第1折射率格柵部或是第2折射率格柵部呈串 列來形成，具有與上述斜角相反符號的斜角之上述第1折 射率格柵部或是上述第2折射率格柵部。 鲁 8、 一種光纖型耦合器，乃具備傳輸埠，其特徵爲： 上述傳輸埠具備申請專利範圍第1項或是第2項所記載之 擬斜型布拉格光纖光柵，或是申請專利範圍第3項至第7 項之任一項所記載之複數串列型布拉格光纖光柵。 9、 一種光連結器，其特徵爲：於光連結器當中，裝 設申請專利範圍第1項或是第2項所記載之擬斜型布拉格 光纖光柵，或是申請專利範圍第3項至第7項之任一項所 記載之複數串列型布拉格光纖光柵。 囊 -33-