发明名称 消色性外包层纤维光学耦合器
摘要 一种消色性纤维光学耦合器,在其中一组多条单模光纤每一条光纤具有心蕊及包层,该多根光纤沿着其一段长度被融合在一起以形成耦合区域。光纤之传播系数最好为相同,不过假如光纤包层具有不同之折射率,其包层折射率最小为n2。折射率n3之基质玻璃物体围绕着耦合区域, n3值低于n2某一数值使得△2-3值低于0.125%,其中△2-3等于(n22-n32)/2n22。
申请公布号 TW226440 申请公布日期 1994.07.11
申请号 TW082104622 申请日期 1993.06.08
申请人 康宁公司 发明人 大卫李魏曼
分类号 G02B6/24 主分类号 G02B6/24
代理机构 代理人 吴洛杰 台中巿太原路二段二一五巷一弄八号
主权项 1﹒一个消色性耦合器,其包含一基质玻璃物体,及一组多根光学波导路径延伸穿过该玻璃物体,该多根路径之每一条路径包含一心蕊区域并由折射率低于心蕊区域折射率之包层区域所包围着,该多根路径包层区域之最低折射率为n2,该多根光学波导路径在一段相当长的长度内以相当接近靠近在一起延伸者使得传播于该多根路径之一条路径之光能耦合至该多根路径之其他路径,至少靠近于多根路径之玻璃物体区域之折射率为n3,其中n3小于n2某一数値而使得2-3値小于0.125%,其中2-3値等于(n2^2-n3^2)/2n2^2。2﹒依据申请专利范围第1项之耦合器,其中多根波导路径由光学纤维所构成。3﹒依据申请专利范围第2项之耦合器,其中基质玻璃为圆柱形状物体,所提及光纤延伸穿过该物体,该物质具有第一及第二相对端部及中间区域,该中间区域之中央部份之直径以及中间区域中央部份中之光纤直径小于其在物体端部处之直径。4﹒一个消色性纤维光学耦合器,其包含一延伸基质玻璃物体,该物体具有第一及第二相对端部及中间区域,一组多根光纤延伸穿过该玻璃物体,该多根光纤之每一条路径包含一心蕊并由折射率低于心蕊折射率之包层所包围着,该多根光纤包层之最低折射率为n2,至少靠近于多根光纤之玻璃物体区域之折射率为n3,其中n3小于n2某一数値而使得2-3値小于0.125%,其中2-3値等于(n2^2-n3^2)/2n2^2。该中间区域之中央部份之直径以及中间区域中央部份中之光纤直径小于其在物体端部处之直径,因而使传播于该多根光纤之一条光纤中光能一部份耦合至该多根光纤之其他光纤上。5﹒依据申请专利范围第4项之耦合器,其中基质玻璃物体之折射率在其整个半径内大体上为均一的。6﹒依据申请专利范围第4项之耦合器,其中基质玻璃物体包含靠近于折射串为n3光纤之内部区域以及靠近该内部区域之另外区域,该另外区域之折射率低于n3。7﹒依据申请专利范围第4项之耦合器,其中M条光纤由该玻璃物体之第一端部延伸出以及烷纤由该玻璃物体第二端部延伸出一其中M<1及N≧2。8.根据申请专利范围第4项之耦合器,其中M条光纤至少一光纤之包层折射率某一数値使得clads不大54.3%,其中clads为(n2^2-n2^2)/2n2^2。9.一种制造消色性纤维烷学耦合器之方法,提供一玻璃管件,其具有第一及第二相对端部以及中间区域,一纵向开孔由管件第一端部延伸至其第二端部,至少靠近该开孔之内部区域之折射率为n3,将一组多根玻璃光纤之每一条光纤至少一部份放置一纤向开孔内,该多根光纤之每一条光纤只有一心蕊并由折射率低于该心蕊折射率包层所围绕着,该组多根光纤之包层折射率最系値为n2,其中n2大于n3某一数値使用2-3値小于0.125%,其中2-3値小于(n2^2-n2^2)/2n2^2,每一条光纤至少该部份系置于管件中间,其并不具有涂层在光纤上,该光纤在该管件中间区域中具有同等范围之关系,在该中间区域中多根光纤之至少一条光纤至少一部方延伸过该管件之第一端部,在该中间区地中多根烷纤至少有另外一根之至少一部份延伸过第管件之第二端部,将该管件中间区域热塌于该光纤上,以及将该中间区域之中央部份直径减少。10.依据申请专利范围第9项之方法,其中管件之折射率在其整个半径内大体上为均一的。11.依据申请专利范围第9项之方法,其中管件包含靠近于折射率为n3光纤之内部以及靠近也内部区域之另外区域,该另外区域之折射率低于n3。12. 依据申请专利范围第9项之方法,其中该多条烷纤至少一条光纤之包层折射率大于n2某一数値使得clads不大于0.03%,其中clads为(n2^2-n2^2)/2n2^2。13.依据申请专利范围第9项之方法,其中M条光纤由该玻璃物体之第一端部延伸出以及N条光纤由该玻璃物体第二端部延伸出,其中M≧1及N≧2。14﹒依据申请专利范围第4项之耦合器,其中2-3小于0.07%。15.依据申请专利范围第4项之耦合器,其中2-3小于0.045%。16.依据申请专利范围第9项之方法,其中2-3小于0.07%。17﹒依据申请专利范围第9项之方法,其中2-3小于0.045%。图示简单说明:图1为包层2x2耦合器之剖面图。图2为1x8耦合器之最小平均插入损耗及排列成环状光纤与中央光纤问含氯量差値关系曲线图。图3为| 2-3値为0.35%之2x2开关耦台器在三种不同波长时之耦合常数及抽拉比値函数关系曲线图。图4为两个具有不同抽拉比値及不同耦合距离但有相同耦合作用管件之外侧表面示意图。图5为一曲线图,其中NAT差値即公式(a)中不同参数在波长为1310nm及1550nm时被绘制成| 2-3之函数。图6为一种管件折射率与管半径之关系曲线图。图7为光纤被插入于毛细管后以及毛细管一端连接到真空抽除设备后之毛细管剖面图。图8为将毛细管热塌及将其中间区域加以拉伸之设备示意图。图9为部份剖面图,显示出玻璃管热塌于光纤四周以形成实心的中间区域。图10为纤维光学耦合器经过被抽拉及在其端部加以密对后之部份剖面图。图11为一曲线图显示出由范例1方法所制造出消色性之2x2耦合器频谱耦合比値曲线图。图12为一毛细官剖面图,显示出光纤插入步骤。图13为一剖面图,显示出间隔管件在光纤之端部处。图14为图12耦合器预制件在所有光纤被插入其中之片断剖面图。图15为一曲线图,显示出由范例2方値曲线图。图16为一曲线图,显示出由范例3方法所制造出消色性1x8耦合器频谱耦合比値曲线图。图17为一曲线图,显示出由范例4方法所制造出消色性Ix6耦合器频谱耦台比値曲线图。图18为一曲线图,显示出由范例5方法所制造出消色性1x6耦合器频谱耦合比値曲线图。图19一21显示出分裂器中N条环形排列光纤放置于输入光纤四周, 其中N >2
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