[发明专利]光衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光衰减器，更准确地说，涉及一种应用在光通讯、光测量、CATV系统等领域的一定程度地衰减光信号的光衰减器。

发明背景

迄今，人们已经广泛地知道一种包括含有一定光衰减掺杂剂组分的光纤的光衰减器。

但是，由于包含在该光衰减器内的掺杂剂组分具有衰减值根据光信号的波长而变化的传输光衰减特性，即具有波长依赖性，所以已经知道一种光衰减器，为了在输入两种不同波长例如1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时得到几乎相等的衰减，其通过调整光纤的模式场(a mode field)直径和相对于模式场直径限制掺杂剂区域得到几乎相等的衰减，从而减小了波长依赖性(日本专利公开号平8-136736，平8-136737)。

随着最近光通讯的发展，要求实现一种用来获得相同光衰减的(消除波长依赖性)的光衰减器，即使是在例如1300±50nm或1550±50 nm这样的窄的波长范围内，或者实现一种当输入两种不同波长1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时其光衰减的波长依赖性甚至按相反增加的光衰减器。

但是，尽管因为其允许在输入两种分开的不同的波长1.3μm(短波)和1.5μm(长波)的光信号时得到几乎相等的光衰减而使日本专利公开号平8-136736和平8-136737所披露的光衰减器是有效的，但它们还存在不可能仅通过限制掺杂剂区域或在波长差值小时调整模式场的直径来获得相等光衰减的问题(波长依赖性较大)。

同时，在日本专利公开平8-136736中披露的光衰减器中，当输入短和长的两种不同波长的光信号时，理论上可以实现光衰减对波长依赖性的更大增加，它是通过在光信号的波长短时更多地包含衰减光信号的掺杂剂，使得从光纤的横截面上来看模式场时表现出在靠近轴芯的部分是高浓度的，或通过当光信号的波长较长时包含更多地衰减光信号的掺杂剂，使得从光纤的横截面上来看模式场时表现出在靠近外围部分是高浓度的方式实现的。

通过反向组合模式场直径的波长特性和掺杂剂组分的波长特性，从理论上也可以实现日本专利公开平8-136737中公开的特性。

但是，尽管通过提高掺杂剂的浓度和把掺杂剂区域限制在相对于模式场直径较窄的范围内可使短波长和长波长间的差值变大，但由于限制了可以包含在光纤中的掺杂剂组分的掺杂浓度而存在一难题，故当浓度过高时不能产生特性稳定的产品作为光纤且技术上不能产生掺杂剂区域非常窄的光纤。

本发明是着眼于这些难题而设计的，且其目的是；首先，提供一种可以均衡具有非常接近的不同波长的光信号的光衰减的光衰减器；其次是提供一种光衰减器能够在某种状态下最大化具有不同波长的光信号的光衰减的差值，该状态下光纤的每一特性是稳定的且掺杂剂浓度和掺杂区域可以通过设置光衰减器来实现，该光衰减器的掺杂范围可以在抑制掺杂剂浓度相对低的时候获得。

发明的公开

为了达到上述目的，将本发明的光衰减器构造成在单模光纤的纤芯的中心部分的折射率和该纤芯的外围部分相比是增加的。

在这种情况下，提高由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，是通过掺杂选自包含梯度折射率型(从外围部分到中心部分折射率连续增高)、抛物线线、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为纤芯折射率的分布。

通过构造上述的光衰减器，可以拓宽掺杂剂区域的极限宽度以尽可能多地得到所需要的衰减特性且最大限度地抑制浓度的降低。

本发明的光衰减器包含在单模光纤中波长较长时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的中心部分，以致纤芯的中心部分的折射率和纤芯的外围部分相比是增加的。

在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为掺杂剂区域折射率的分布是增加的。

通过构造上述的光衰减器，当输入两种具有不同短波且其差值小(1300nm±50nm)的波长的光信号时，可以得到相等的衰减。

本发明的光衰减器包含在单模光纤中波长较短时衰减传输光更多的掺杂剂，且构造成掺杂剂区域被限定在纤芯的外围部分以致于纤芯的不含有掺杂剂的中心部分的折射率和纤芯的外围相比是提高的。

在这种情况下，由模式场直径的规格引起的传输光衰减的波长依赖性，通过采用选自包含梯度折射率型、抛物线形、三角波形、方波形和梯形波形组中的一种作为不包含掺杂剂的纤芯的中心部分的折射率的分布是增加的。