[发明专利]用参考光纤布拉格光栅监控和测量偏振保持光纤内器件的光学性质的方法及由此制作的光纤部件有效

专利信息
申请号: 200780019029.2 申请日: 2007-05-23
公开(公告)号: CN101479577A 公开(公告)日: 2009-07-08
发明(设计)人: 周长尊;赵云飞 申请(专利权)人: ITF实验室
主分类号: G01J4/00 分类号: G01J4/00;C03B37/075;G01M11/02;G02B6/024
代理公司: 北京正理专利代理有限公司 代理人: 王德桢
地址: 加拿大*** 国省代码: 加拿大;CA
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摘要:
搜索关键词: 参考 光纤 布拉格 光栅 监控 测量 偏振 保持 器件 光学 性质 方法 由此 制作 部件
【说明书】:

相关申请的交叉参考

专利申请要求于2006年5月23日在加拿大知识产权局提交的共同受让加拿大专利申 请No.2,548,022的优先权。

技术领域

本发明一般涉及用于测量光纤和光学器件的光学性质的方法。更具体地,本发明一般涉及 偏振保持光纤内光纤布拉格光栅的测量。

背景技术

光纤布拉格光栅(以下称“FBG”)已被广泛地用在光通信系统、光纤激光器以 及传感产业里。泵浦激光器的波长稳定器和滤光器只是FBG在光通信中众所周知的 几个应用例子。

FBG通常可以写入任何类型的光纤中,无论它是单模光纤、多模光纤还是偏振 保持(PM)光纤,亦或其他光纤。简而言之,PM光纤在保持沿光纤整个长度传输 的光束的偏振方面具有特性。然而,PM光纤的FBG与写入到标准单模光纤的FBG 相比,在制作和测量方面的复杂性增大,特别是在后者方面。这个增大的复杂性源于 PM光纤的双折射性质,即PM光纤的折射率在慢轴上的比在快轴上的稍大。因此, 写入到PM光纤的FBG的光学性质会取决于光沿慢轴耦合、沿快轴耦合还是沿慢轴 和快轴的组合耦合而变化。因而,测量到的性质会取决于测量条件(例如光的耦合情 况)而变化。举例来说,沿慢轴被所测量PM光纤的FBG反射的中心波长将比沿快 轴反射的中心波长大。

因此,当需要用PM光纤测量FBG的光学性质或另一光学器件的光学性质时, 需要测量偏振态(以下称“SOP”)。换句话说,在对写入到PM光纤的FBG(和其 他光学器件)做光学测量期间,必须确定和监控快轴和慢轴之间的光功率比。

在完美的情形下,为此目的的理想测试装置应具有全PM构造。实际上,这种完 美的装置包括全部都是偏振保持的器件和/或部件,像PM光源,PM耦合器,PM 循环器等等。然而,对于一种全PM的装置,问题不仅在于过度的成本,而且还在于 可用性。实际上,在一些情形下上述元件中的一些根本不存在。

现有技术中有采用参考FBG测量光学器件或光学部件的光学性质的方法。事实 上,术语“参考光纤布拉格光栅”是由Martin在他的标题为“Use of a Sampled Bragg  Grating as an In-Fiber Optical Resonator for the Realization of a Referencing  Optical Frequency Scale for WDM Communications”(OFC’1997 Technical Digest, pp.284-285)的文章中首次引入的。然而,Martin有关“参考光纤布拉格光栅”的 出版物仅将应用确定为光纤内光学波长/频率的参考。

1998年,Miller等人(美国专利US5,838,437)提出一种与参考FBG相组合用 作波长和频率参考的固定光纤法布里-珀罗(FP)滤波器。

2000年,Davis等人(美国专利US6,118,914和US6,403,949)公开了采用温 度稳定的FBG作为波长参考。

2003年,Valente等人(美国专利US6,658,171)提出一种叫做“光纤布拉格 光栅偏振器”的技术。在他们的发明中,FBG被用作一个使光波产生偏振的部件。

最后,2004年,Peupelmann等人(美国专利US6,816,260)提出一种称为光 纤偏振计的器件,其利用倾斜的FBG将光波耦合出去,耦合结果取决于SOP。因而, 耦合光的一部分可被用来确定四个斯托克斯参数。然而,在Peupelmann的发明中, FBG是被用作将一部分光波耦合出去的工具而并不是用作参考。并且,他们的发明 没有基于PM光纤的FBG。

所有这些参考文献和技术存在的问题在于它们都没提供一种在PM光纤内根据 预定的SOP来精确测量FBG的光学性质的简单且有效的方法。因此,需要这样一 种新颖的方法。

发明内容

相应地,本发明的第一个目标是提供一种精确测量PM光纤的SOP的方法。

本发明的另一个目标是提供一种使用参考FBG测量和监控PM光纤的SOP的 方法。

本发明的再一个目标是提供一种容许调节PM光纤的SOP的方法。

本发明的又一个目标是提供一种精确测量写入到PM光纤的FBG的光学性质的 方法。

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