專利名稱：壓縮調(diào)諧的布拉格光柵和激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖光柵，尤其是一種壓縮調(diào)諧的布拉格光柵和激光器。
背景技術(shù)：
在光纖光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域眾所周知，將布拉格光柵埋入光纖中可用于壓縮，作為可調(diào)諧濾光器或可調(diào)諧光纖激光器，如分別由Morey等人申請(qǐng)的美國專利，專利號(hào)5,469,520，名稱為“壓縮調(diào)諧光柵”和Ball等人申請(qǐng)的美國專利，專利號(hào)5,691,999，名稱為“壓縮調(diào)諧光纖激光器”所述，在此作為參考。
為避免光纖在壓縮下彎曲，上述美國專利申請(qǐng)5,469,520和5,691,999中描述了用滑動(dòng)的套管環(huán)繞光纖和光柵并設(shè)置套管的機(jī)械結(jié)構(gòu)以引導(dǎo)、對(duì)準(zhǔn)和限制套管和光纖的技術(shù)。但是，獲得一種允許光纖光柵被壓縮而沒有彎曲和沒有滑動(dòng)套管及沒有所必需的這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的構(gòu)造是理想的。
另外，在光學(xué)纖維光柵上加上玻璃管，以避免在壓縮下的彎曲，用于提供波長穩(wěn)定溫度補(bǔ)償?shù)墓饫w布拉格光柵是公知的，如由Morey等發(fā)明的美國專利5,042,898，名稱為“采用布拉格濾光器的溫度波長光波導(dǎo)裝置”中所描述的?？墒牵诔瑫r(shí)，或高溫，或超大壓縮范圍下該技術(shù)會(huì)出現(xiàn)光纖和套管之間的蠕動(dòng)現(xiàn)象。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的包括提供一種光纖光柵構(gòu)造，其允許光柵被壓縮調(diào)諧而沒有蠕動(dòng)和沒有所需要的滑動(dòng)套管或者用于套管的機(jī)械支持結(jié)構(gòu)。按照本發(fā)明，壓縮調(diào)諧的光纖光學(xué)裝置包括一個(gè)可調(diào)諧的光學(xué)元件，具有至少一個(gè)沿該元件縱軸方向置于其中的反射元件；且該元件的至少一個(gè)部分具有一個(gè)接近的和基本上由相同材料制成的橫截面。
另外按照本發(fā)明，該可調(diào)諧元件包括光纖，該光纖具有埋入其內(nèi)的反射元件；以及一個(gè)管，有光纖和反射元件沿管的縱軸包裹在其中，該管與光纖的至少一部分融合。另外按照本發(fā)明，可調(diào)諧元件包括大直徑光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有設(shè)置在其中的外包層和內(nèi)芯，并且波導(dǎo)的外徑至少為0.3mm。
進(jìn)一步按照本發(fā)明，材料是玻璃材料。另外進(jìn)一步按照本發(fā)明，管與光纖在放置反射元件的位置融合。另外進(jìn)一步按照本發(fā)明，多根光纖或芯安置在可調(diào)諧元件中。另外進(jìn)一步按照本發(fā)明，可調(diào)諧元件具有多個(gè)包裹在管中的反射元件。另外進(jìn)一步按照本發(fā)明，可調(diào)諧元件具有至少一對(duì)反射元件設(shè)在其中，并且可調(diào)諧元件的至少一部分摻入稀土元素?fù)诫s劑于該對(duì)元件之間以形成激光器。另外進(jìn)一步按照本發(fā)明，激光器在激光波長處產(chǎn)生的激光，該激光波長隨管上力的變化而變化。
本發(fā)明提供一個(gè)設(shè)置在可調(diào)諧光學(xué)元件中的布拉格光柵，它包括一個(gè)至少一部分與玻璃毛細(xì)管(“包裹光柵的管”)融合的光纖或者一個(gè)具有光芯和寬的包層的大直徑波導(dǎo)光柵。可調(diào)諧元件置于壓縮之中以調(diào)諧光柵的反射波長，而不至于彎曲。
該元件可由玻璃制成，如硅石或其他玻璃?？烧{(diào)諧元件具有可替代的幾何形，例如八字試塊形，以對(duì)波長變化靈敏度提供增強(qiáng)的作用并且易于調(diào)節(jié)所需要的靈敏度。本發(fā)明允許光纖光柵或激光器在很高的重復(fù)率，低漂移，低滯后性能下調(diào)節(jié)波長。另外，一個(gè)或多個(gè)光柵，光纖激光器，或多個(gè)光纖或光芯可設(shè)置在可調(diào)諧元件中。
光柵或激光器可“包裹”在管中，通過管與光纖在光柵區(qū)域和/或在與光柵鄰近或與光柵有一預(yù)設(shè)距離的光柵區(qū)域的相對(duì)軸向端部融合。光柵或激光器可以在管內(nèi)或部分在管內(nèi)或在管的外表面融合。另外，一個(gè)或多個(gè)波導(dǎo)和/或包裹光纖/光柵的管可沿軸向融合和光耦合形成可調(diào)諧的元件。
本發(fā)明的上述和其他目的，特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面詳細(xì)描述的示范性實(shí)施例更多的顯示出來。
附圖簡述

圖1是本發(fā)明中用于壓縮的管包裹光纖光柵裝置的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明中用于壓縮的管包裹光纖光柵可選的裝置側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明中用于壓縮的管包裹光纖光柵可選裝置的側(cè)視圖。
圖4是本發(fā)明中管包裹光纖光柵的側(cè)視圖。
圖5是本發(fā)明中管包裹光纖光柵的側(cè)視圖，其中管具有另一幾何形狀。
圖6是本發(fā)明中管包裹光纖光柵的側(cè)視圖，其中管具有再另一幾何形狀。
圖7是本發(fā)明中管包裹光纖光柵的側(cè)視圖，這里管在光柵區(qū)域的軸線相對(duì)端處被融合。
圖8是本發(fā)明中包裹在一個(gè)管中的一條光纖上有多于一個(gè)光柵的側(cè)視圖。
圖9是本發(fā)明中包裹在一個(gè)公共管中的兩條分開的光纖上有兩個(gè)光纖光柵的側(cè)視圖。
圖10是本發(fā)明中圖9中的實(shí)施例的端視圖。
圖11是本發(fā)明中包裹在一個(gè)公共管中的兩條分開一定距離的光纖上有兩個(gè)光纖光柵的端視圖。
圖12是本發(fā)明中管包裹光纖光柵的側(cè)視圖，這里，管僅在光柵的長度上與光纖融合。
圖13是本發(fā)明中包裹在管中的可調(diào)諧分布反饋(DFB)光纖激光器的側(cè)視圖。
圖14是本發(fā)明中用于壓縮管包裹光纖光柵裝置的側(cè)視圖，該裝置采用激勵(lì)器調(diào)諧光柵。
圖15是本發(fā)明中用于壓縮管包裹光纖光柵裝置的側(cè)視圖，該裝置采用精確壓力源調(diào)諧光柵。
圖16是本發(fā)明中用于壓縮管包裹光纖光柵裝置的側(cè)視圖，該裝置采用精確壓力源調(diào)諧光柵。
圖17是本發(fā)明中其中設(shè)置有光柵的大直徑光波導(dǎo)的側(cè)視圖。
最佳實(shí)施方式參照?qǐng)D1，壓縮調(diào)諧布拉格光柵包括一個(gè)公知的光波導(dǎo)10，例如，標(biāo)準(zhǔn)的電信單模光纖，在光纖10中具有印壓(或埋入或印刻)的布拉格光柵12。該光纖10有一個(gè)約125微米的外徑且包括具有適當(dāng)摻雜劑的二氧化硅玻璃(SiO2)，如公知的那樣，它使得光束14沿光纖10傳播。如公知的那樣，布拉格光柵12是光波導(dǎo)的有效折射率和/或有效光吸收系數(shù)上周期性或非周期性變化如由Glenn等人申請(qǐng)的美國專利，專利號(hào)為4,725,110和4,807,950，名稱為“纖維光學(xué)中壓入光柵的方法”；和由G1enn申請(qǐng)的美國專利，專利號(hào)為5,388,173，名稱為“在光纖中形成非周期光柵的方法和裝置”中所描述的，可將它們合在一起進(jìn)行參照以進(jìn)一步理解本發(fā)明。
但是，如果需要可用埋入、蝕刻、印刻或者以其他任何方式在光纖28中形成波長調(diào)諧光柵或反射元件。此處所用的，“光柵”一詞的意思是任意一種這類的反射元件。另外，反射元件(或光柵)12可用于反射和/或傳輸光束。
如果需要可使用其他材料和尺寸的光纖或波導(dǎo)10。例如，光纖10可由任意玻璃制成，例如二氧化硅、磷酸鹽玻璃或其他玻璃，或由玻璃和塑料制成，或僅用塑料。對(duì)于高溫下應(yīng)用，用玻璃制成的光纖是適宜的。另外，光纖10可有80微米的外徑或其他尺寸的直徑。另外，除了光纖，還可使用任意光波導(dǎo)，如，多模、雙折射、偏振保持、偏振、多芯、或多包層光波導(dǎo)，或一個(gè)平的或平面的波導(dǎo)(其中波導(dǎo)是矩形的)，或其他波導(dǎo)。此處所用的詞“光纖”包括上述波導(dǎo)。
光束14入射到光柵12上，其反射部分由線16所示，該反射部分具有預(yù)設(shè)光波長帶并在反射波長λb處聚集，入射光束14的其余波長(在預(yù)設(shè)波長范圍)通過，如線18所示。
其中帶有光柵12的光纖10被包裹在圓柱形玻璃毛細(xì)管20中，并與它的至少一部分融合，下面將更多地討論。管20由壓縮裝置或殼體50軸向壓縮。管20的一端壓在殼體50的端面52中的底座51上。殼體50還具有一對(duì)臂(或側(cè)面)54用于引導(dǎo)可動(dòng)塊56。塊56有一個(gè)底座57，它壓向管20的另一端。端面52和塊56有一個(gè)穿過二者的通孔58，其允許光纖10穿過。激勵(lì)器60，如旋轉(zhuǎn)或位移可控制的步進(jìn)電機(jī)或是其他類型的電機(jī)，通過機(jī)械連接62，如螺旋驅(qū)動(dòng)，線性激勵(lì)器，齒輪，和/或凸輪，與可動(dòng)塊56(或活塞)連接，該激勵(lì)器使塊56沿箭頭64指示的方向運(yùn)動(dòng)。因此，步進(jìn)電機(jī)60能夠設(shè)置加在塊上力的預(yù)定值，該力使管20壓縮，以提供適宜的光柵12的反射波長。替代凹座51、57，管20可與端面52、56直接接觸。步進(jìn)電機(jī)60可以是以微步模式驅(qū)動(dòng)的高分辨率步進(jìn)電機(jī)，如上述美國專利5,469,520，“壓縮調(diào)諧光纖光柵”，申請(qǐng)人為Morey等所描述的，(例如，Mells Griot的毫微級(jí)驅(qū)動(dòng)器)，這里可作為參考。如果需要，可用其他高或低分辨率的步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)60由控制電路63驅(qū)動(dòng)，該電路提供驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)60所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)于導(dǎo)線61上，并且因此使塊體56到達(dá)所需要的位置，從而提供適宜的光柵12的布拉格波長λb。代替步進(jìn)電機(jī)，如果需要可用其他激勵(lì)器，如后面圖14討論的。
參照?qǐng)D2，代替所用的可動(dòng)塊56，可使用帶兩個(gè)端蓋72、74和外壁76的殼體70。在這種情況下，孔58設(shè)在端蓋72、74中以使光纖10伸出。步進(jìn)電機(jī)62通過機(jī)械連接與端蓋74相接。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)62推動(dòng)端蓋74時(shí)，壁76壓縮或彎曲，管20被壓縮且光柵12的反射波長產(chǎn)生變化。
參照?qǐng)D3，本發(fā)明的另一實(shí)施例，包括一個(gè)圓柱形殼體90，該殼體包括外筒壁98，兩個(gè)端蓋95，和兩個(gè)內(nèi)筒(或活塞)92，其每個(gè)內(nèi)筒92的一端與端蓋95的一端相接。管20(其中包裹有光柵12)安排靠在兩個(gè)活塞92的另一端且置于二者之間。如果需要，對(duì)于殼體90的元件98、95、92可用其他形狀的橫截面和/或側(cè)視面。端蓋95可以是分立的部件或者是活塞92和/或外筒98的一部分且與活塞92和/或外筒98鄰近。
步進(jìn)電機(jī)60在殼體90左側(cè)端蓋95上施加一個(gè)外軸向力?；钊?2具有孔94，其直徑足夠大以使光纖10穿過。
在壁98的內(nèi)部空間與管20和活塞92的外部空間之間是一個(gè)內(nèi)I形腔100。活塞92，外筒壁98，端蓋95和管20可由相同或不同材料制成。
下面是對(duì)于殼體90一些可能尺寸的實(shí)例。也可用另外的尺寸。管20具有的外徑d2約為2mm(0.07英寸)和長度L1約為12.5mm(0.5英寸)，每一活塞92具有外徑d5約為19.1mm(0.75英寸)，每一個(gè)活塞92的長度L5約為6.25cm(2.5英寸)，活塞92中的孔94的直徑是1mm(1000微米)，殼體90的總長度L4是12.7cm(5英寸)，外壁98的壁厚t1是1.0mm(0.04英寸)，外壁98的內(nèi)部空間和活塞92的外部空間之間的間隙g1約為1.52mm(0.06英寸)。
選擇壁98和活塞92的尺寸、材料、和材料的性質(zhì)(例如泊松比、楊氏模量、熱膨脹系數(shù)、和其他公知的性質(zhì))，使在外力下將所需要的張力傳遞給毛細(xì)管20。通過控制這些參數(shù)用于設(shè)定反射波長的分辨率和范圍是可擴(kuò)大和縮小。例如，如果總長度L4增大，靈敏度ΔL/L也將增大。
特別是，當(dāng)來自步進(jìn)電機(jī)的軸向力增加時(shí)，由于外壁98的壓縮和/或彎曲，殼體90的軸向長度L4減小ΔL。由于管20被壓縮，殼體的軸向長度變化總量ΔL的預(yù)定部分可在管20處看到。通過提供波長變化的預(yù)定量管20的壓縮降低了光柵12的布拉格反射波長λ1。如果活塞92有一個(gè)比玻璃管20高的彈性常量，管20在所給定力下將比活塞92更多地被壓縮。另外，對(duì)一個(gè)給定的外力，力的預(yù)設(shè)量施加到外壁98上，而剩余力可通過管20看到。
例如，當(dāng)壁98，活塞92和端蓋95都由具有上述討論的尺寸的鈦制成時(shí)，對(duì)于2200 1bf的外力，約2000 1bf施加(或用于壓縮/彎曲)在外壁98上，而約2001bf施加管20上。由于外界壓力的增加，圓柱形壁98被壓縮或彎曲而起到類似隔板或風(fēng)箱的作用。
在施加外力之前，殼體90可組裝成在管20上設(shè)置預(yù)定張力或不預(yù)設(shè)張力。
殼體50，70，90和/或其一個(gè)或多個(gè)部件的材料可由金屬制成，如鈦，高鎳合金，如Inconel，Incoloy，Nimonic(Inco合金國際公司的注冊(cè)商標(biāo))，它們包含各種成分的鎳、碳、鉻、鐵、錳和鈦，還可以采用不銹鋼、玻璃材料(如下面將進(jìn)行討論的管20)或其他高強(qiáng)度、或耐腐蝕、或高溫或耐熱的金屬或合金，或者可以采用具有足夠強(qiáng)度的其他材料用于壓縮管20。如果根據(jù)應(yīng)用的需要，可用具有其他性質(zhì)的材料。
參照?qǐng)D14，可選擇的是，不用步進(jìn)電機(jī)作為激勵(lì)器，管20可以由其它激勵(lì)器154壓縮，如壓電激勵(lì)器、螺線管、氣壓力激勵(lì)器，或可以采用可直接或間接在管20上施加軸向壓縮力的其它裝置。激勵(lì)器154可設(shè)置在殼體150上(類以圖1中的框架50)并且在可動(dòng)塊152上施加一個(gè)力(類似圖1中的可動(dòng)塊56)，該可動(dòng)塊沿箭頭155的方向運(yùn)動(dòng)。
管20的一端壓在在殼體150一端153中的底座51上。殼體150也有一對(duì)引導(dǎo)可動(dòng)塊152運(yùn)動(dòng)的側(cè)壁157。如果需要，側(cè)壁157中的一個(gè)可以去掉。塊152有一個(gè)底座57，它壓在管20的另一端。
而且，激勵(lì)器154與控制電路158連接，該控制電路158通過導(dǎo)線156給激勵(lì)器154提供所需要的信號(hào)，以在管20上提供需要的力，以將光柵12設(shè)置成適宜的布拉格波長λb。該力可通過控制器158設(shè)定，該控制器通過在開環(huán)結(jié)構(gòu)中在通向激勵(lì)器154的導(dǎo)線156上提供一個(gè)信號(hào)(例如電壓)完成此設(shè)定?？蛇x擇的是，也可以在激勵(lì)器154上，通過導(dǎo)線156給通過激勵(lì)器154提供一個(gè)信號(hào)，并且，在閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)中的驅(qū)動(dòng)器154中在線160上測(cè)量該力或測(cè)量激勵(lì)器154的位置而設(shè)定力。
對(duì)于單端的操作，可把光纖10插入殼體150的一端，并且穿過設(shè)在殼體150一端153中的孔162。如果使用引線(對(duì)于雙端光纖)的設(shè)計(jì)，塊152可有一個(gè)孔164，該孔是部分穿過或貫穿它，光纖10的另一端可從側(cè)壁伸出或穿過激勵(lì)器154中的孔166和穿過殼體150的另一端。
使用閉環(huán)壓電激勵(lì)器的一個(gè)實(shí)例是用N.Y公司由Queensgat制造的模型No.CM(控制器)和DPT-C-M(用于圓柱形驅(qū)動(dòng)器)，如上述討論的，還可用其他激勵(lì)器。
參照?qǐng)D15，可選擇地，管20可以設(shè)在殼體174中，并且光柵波長可由加在管20上的流體壓力而設(shè)定，類似于序列號(hào)為09/205,944，名稱為“管包裹光纖的壓力傳感器”，申請(qǐng)日為1998年12月4日的共同未決的美國專利申請(qǐng)中描述的壓力傳感器，在此引入作為參考，并且管20如該專利申請(qǐng)所描述的可具有任意的幾何形狀和結(jié)構(gòu)。殼體172造有一個(gè)腔176和有一個(gè)端口178，該端口接一個(gè)壓力源180，該壓力源提供一個(gè)精確的源壓力Ps。腔176可充入流體(例如一種或多種氣體和/或液體)。管20可安裝在一個(gè)壁175上或者可懸浮在流體176中。光纖10通過公知的氣密性饋入裝置插入腔中，并有一個(gè)松弛部179，以允許在過壓下管20的壓縮。光柵反射波長隨壓力Ps的變化而變化，類似于上述討論的激勵(lì)器的實(shí)施例；但是，在這種情況下，光柵波長是通過預(yù)設(shè)源的流體壓力Ps而設(shè)定的。
參照?qǐng)D16，例如，壓力源180可以包括一個(gè)液壓激勵(lì)器或設(shè)置在腔301中的活塞300。活塞300通過機(jī)械連接302與公知的液壓驅(qū)動(dòng)裝置304連接，該液壓驅(qū)動(dòng)裝置304精確設(shè)定活塞300的位置而設(shè)定壓力Ps。液壓驅(qū)動(dòng)裝置304可由公知的控制電路308進(jìn)行電控制，類似于控制器158(圖14)，該電路308在導(dǎo)線306上給液壓控制器304提供位置命令信號(hào)，用于特殊的活塞位置和壓力Ps，從而光柵的波長λb。如果需要，可使用其它公知的壓力源來設(shè)定光柵波長。這里所述的殼體50，150，70，90，和其中任意部件，包括可動(dòng)塊56，152，可有一個(gè)環(huán)形的橫截面(即圓柱形)或可有其它形狀的橫截面，如正方形，矩形，或其它形狀。
盡管本發(fā)明通過圖1—3，14，15對(duì)壓縮管20已描述了一些具體的實(shí)施例，能夠軸向壓縮管的任何裝置或設(shè)備，可用于壓縮管20以調(diào)諧光柵12的反射波長成為需要的波長。具體的硬件結(jié)構(gòu)不限于本發(fā)明。
對(duì)于上述任何實(shí)施例，管20的軸向端面和/或在配合表面上的底座(56，50，92，74，72，153，159)可鍍上一層材料，以降低應(yīng)力或提高管20與配合表面上的座的配合。參照?qǐng)D4，管20可具有約3mm的外徑d1和約10—30mm的長度L1。光柵12有約5—15mm的長度為Lg?？蛇x擇的是，管20的長度L1可以基本上與光柵12的長度Lg相同，如用較長的光柵或較短的管。對(duì)于管20和光柵12還可用其它尺寸和長度。另外，光纖10和光柵12不需要在管20的中心融合，但可在管20的其它任何位置融合。并且，管20也不需要在其整個(gè)長度上與光纖10融合。
對(duì)于這里描述的任意實(shí)施例的尺寸和幾何形狀僅僅是以說明為目的的，因而，鑒于這里的講授，如果需要，根據(jù)應(yīng)用、大小、性能、制造需求或其它因素，可使用任意其它尺寸。
管20由玻璃制成，如天然或合成石英，熔融二氧化硅，二氧化硅(SiO2)，來自Coming的Pyrex(硅化硼)，或來自Coming公司的Vycor(約95％的二氧化硅和5％的其它成份如氧化硼)，或其它玻璃。管應(yīng)由一材料制成，，使得管20(或該管20中的鉆孔的內(nèi)徑表面)可與光纖10的外表面(或包層)融合(即增加分子結(jié)合，或與其熔融在一起)，而使管20的內(nèi)徑和光纖10的外徑之間的接觸表面基本上被消除(即不能區(qū)分管20的內(nèi)徑與光纖10的包層并使其成為光纖10的包層的一部分)。
為使管20與光纖10在大溫度范圍內(nèi)有最佳熱膨脹匹配，管20材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)應(yīng)基本上與光纖10材料的熱膨脹系數(shù)匹配，例如，融合二氧化硅管和光纖。通常，玻璃材料的融合溫度走越低，熱膨脹系數(shù)越高。這樣，對(duì)于二氧化硅光纖(具有高熔融溫度和低熱膨脹系數(shù))和由其它玻璃材料制成的管，如Pyrex或Vycor(具有低熔融溫度和高熱膨脹系數(shù))導(dǎo)致管20和光纖10之間在所處溫度下熱膨脹不匹配。但是，對(duì)于本發(fā)明不需要使光纖10的熱膨脹系數(shù)與管20的熱膨脹系數(shù)相匹配(下面將進(jìn)一步討論)。
除了由玻璃材料制成管20以外，倘若管20能夠與光纖10融合也可使用其它彈性可變形的材料。例如，對(duì)于由塑料制成的光纖，可使用由塑料材料制成的管。
在管20的光纖10出口處的管20的軸向端，管20有一個(gè)內(nèi)部區(qū)域22，該區(qū)域是遠(yuǎn)離光纖10向內(nèi)形成的錐形(或喇叭形)，為光纖10提供應(yīng)變消除或?yàn)槠渌?。在這種情況下，在管20和光纖10之間的區(qū)域28可填充一種應(yīng)變消除填充材料例如，聚酰亞胺、硅樹脂、或其它材料。另外，管20可有一個(gè)錐形(或斜面或有一定角度)的外角或邊緣24，為管20提供一個(gè)與其它部分匹配(未畫出)的基座，和/或調(diào)節(jié)管20上力的角度，或?yàn)槠渌?。設(shè)置傾斜角24的角度以達(dá)到所需要的作用即可。管20可具有除圓形以外的橫截面的形狀，如正方形、矩形、橢圓形、蚌殼形或其它形狀，并且具有除矩形以外的側(cè)視斷面形狀，如圓形、正方形、橢圓形、蚌殼形或其它形狀。
可選擇的是，可代替內(nèi)錐形的軸向區(qū)域22，在管20的光纖10出口處，管20的軸向端的一個(gè)或兩個(gè)，可以有外錐形(或槽形，圓錐形，乳頭形)軸向部分，如短劃線27所示，它有一個(gè)下至光纖10減小的外部幾何形狀(下面將參照?qǐng)D12進(jìn)一步討論)。當(dāng)光纖10沿其縱軸被拉時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)利用凹槽區(qū)27，可在位于管20的光纖10出口的接觸表面和附近提供增大的拉力強(qiáng)度，例如，6 1bf或更大。
在光纖10從管20中伸出處，光纖10有一個(gè)外保護(hù)緩沖層21，以保護(hù)光纖10的外表面不被損壞。緩沖層21可由聚酰亞胺、硅樹脂、Teflon(聚四氟乙烯)、碳、金和/或鎳制成，并具有約25微米的厚度。對(duì)于緩沖層21可使用其它的厚度和緩沖材料。如果利用內(nèi)錐形區(qū)域22并且內(nèi)錐足夠大，緩沖層21可插入?yún)^(qū)域22中，以提供從裸露的光纖到緩沖光纖的過渡。
可選擇的是，如果管20的軸向端有一個(gè)外錐27，緩沖層21將從光纖伸出管20的錐27的部分開始。如果緩沖層21在光纖出口點(diǎn)以后開始，光纖10暴露的裸露部分可由另外的緩沖層(未畫出)再包覆，它覆蓋管20外的所有裸露光纖，并且可能與緩沖層21和/或一部分錐形區(qū)域27或管20的其它幾何形狀的軸向端面重疊。
為把光纖10包在管20中，可通過激光、燈絲、火焰等，將管20加熱、融陷，并與光柵12融合，如美國共同未決的專利，序列號(hào)為(CiDRA Docket No.CC一0078A)，名稱為“管包裹的光纖光柵”中描述的，這里可作為參考?？捎闷渌夹g(shù)將管20融陷和融合到光纖10上，如美國專利5,745,626號(hào)，名稱是“封裝光纖的方法”，申請(qǐng)人為Duck等，和美國專利4,915,467，名稱為“制造具有整體精密連接井的光纖耦合器的方法”，申請(qǐng)人為Berkey所描述的，這里可作為參考并進(jìn)一步理解本發(fā)明或其它技術(shù)。做為選擇，也可用其它技術(shù)將光纖10融合到管20上，例如用高溫玻璃接合物，例如二氧化硅接合物(粉末或固體)，這樣光纖10、管20和接合物都互相融合在一起，或采用激光焊接/融合或其它融合技術(shù)。另外，光纖可融合在管中或部分融合在管中或融合在管的外表面上(下面在圖11中討論)。
在毛細(xì)管20包裹在光纖周圍并與光纖10融合之前或之后，可將布拉格光柵12壓入光纖10中，如美國共同未決的專利，序列號(hào)為第(CiDRA Docket No.CC—0078)所討論的，這里可作為參考。如果光柵12在管20包裹光纖10之后壓入光纖10中，光柵12可通過管20通過任何需要的技術(shù)寫在光纖10中，如美國共同未決的專利，序列號(hào)為09/205,845(CiDRA Docket No.CC—0130)所討論的，名稱為“形成管包裹布拉格光柵的方法和裝置”，提交日為1998年12月4日。
光柵12可包裹在具有初始預(yù)設(shè)張力(壓縮或拉伸)或沒有預(yù)設(shè)張力的管20中。例如，如果用具有比光纖10的熱膨脹系數(shù)(CTE)大的Pyrex或其它玻璃制成管20時(shí)，當(dāng)管20被加熱并與光纖融合以及爾后冷卻時(shí)，光柵12處于被管20壓縮的狀態(tài)。做為選擇，在管加熱和融合過程中，通過將光柵置于張力中光纖光柵12可以在張力的狀態(tài)下封裝在管20中。在這種情況下，當(dāng)管20被壓縮時(shí)，在光柵12上的張力減小。另外，光纖光柵12可被包裹在管20中，導(dǎo)致當(dāng)沒有外力施加在管20上時(shí)，在光柵12上既沒有拉伸也沒有壓縮。
參照?qǐng)D5，毛細(xì)管20根據(jù)應(yīng)用可具有各種幾何形狀。例如，管20是“八字試塊”形，具有窄的中間部30和較寬的外部32。窄部30有約1mm的外徑d2，和約5mm的長度L2。寬部的每一個(gè)32有約3mm的直徑d3和約4mm的長度L3。部分30、32也可采用其它長度和直徑。八字試塊形可用來提供增加靈敏度，以將步進(jìn)電機(jī)60或激勵(lì)器154施加的力轉(zhuǎn)換成管包光柵12的波長變化。
寬部32的內(nèi)部過渡區(qū)域33可以是陡直的或有一定角度的邊緣，或者可以是如短劃線34指示的彎曲的。彎曲的幾何形34比尖銳的邊緣可減小壓力的升高，并且這樣可減小損壞的可能性。另外，如前面所述，管20的部分32在管20的端部可具有內(nèi)錐形區(qū)域22或外凹槽部分27。另外，部分32可有如前所述的錐形(或傾斜)外角24。
另外，該八字試塊幾何形不需要是對(duì)稱的，例如，如果需要，兩部分32的長度L3可以是不同的。做為選擇，八字試塊可以是單側(cè)的八字試塊，其中代替兩個(gè)寬部32，在窄部分30的一側(cè)可只有寬部32而其另一側(cè)是一個(gè)可具有如上所述傾斜角24的直邊37。在這種情況下，該八字試塊在其側(cè)面是“T”形。這種單側(cè)八字試塊在這里也應(yīng)該提作“八字試塊”形。代替八字試塊幾何形狀，可以利用能夠提供高張力靈敏度或調(diào)節(jié)管20上力的角度或提供其它所需要的特性的其它幾何形狀。
我們發(fā)現(xiàn)，寬部32的尺寸d3和窄部30的尺寸d2之間這種尺寸的變化，通過張力的放大可提供增加了的力于光柵波長變化的靈敏度(或增益或比例系數(shù))。另外，對(duì)這里提供八字試塊的尺寸可輕易改變其大小，以提供所需要的靈敏度。
參照?qǐng)D6，做為選擇，為幫助降低光纖10和管20之間接觸處光纖10上的張力，管20可有部分36，其沿光纖10的軸向延伸并在軸向外側(cè)處貼在光纖10上，在該處相對(duì)的端塊104、105在寬部32上施加力，該端塊等效于端塊56、50(圖1)，74、72(圖2)159、153(圖14)，或活塞92(圖3)。部分36的軸向長度是約20mm；但是，可根據(jù)應(yīng)用的需要或設(shè)計(jì)的需要增加或減小該長度。另外，部分36不需要軸向?qū)ΨQ，也不需要都放在管20的兩個(gè)軸向端部。如上述討論的，光纖與管20的接觸面處，部分32可有內(nèi)錐形區(qū)域22或外凹槽部分27。做為選擇，在部分36的一部分上也可有一個(gè)階梯部分39。在這種情況下，區(qū)域22可以在階梯部分39內(nèi)部或靠近階梯部分39，如短劃線38指示。區(qū)域106可以是氣體或填充粘合劑或填充物。另外，管20可以是一個(gè)直線不變的橫截面，如上所述，并且如短劃線107指示的而不是八字試塊形。另外，分別通過端塊56、50(圖1)，74、72(圖2)152、150(圖14)，或活塞92(圖3)的孔108在其整個(gè)或部分長度上如短劃線109指示的可以有一個(gè)較大的直徑。毛細(xì)管20可以有另一種軸向延伸的幾何形狀，如上述美國共同未決專利申請(qǐng)，序列號(hào)為(CiDRA Docket No.CC-0078B)所述。另外，可用多于一個(gè)同心管形成本發(fā)明的管20，如上述美國共同未決專利申請(qǐng)中所述的。另外，軸向延伸部分36可以是內(nèi)管的一部分。
參照?qǐng)D7，做為選擇，管20也可以與光纖10在光柵12的相對(duì)側(cè)融合。特別是，管20的區(qū)域200與光纖10融合而光柵12周圍的管的中心部分202不與光纖融合。光柵12周圍的區(qū)域202可以有環(huán)境氣體或被抽空(或在其它壓力下)或部分或全都填充一種粘合劑，例如，環(huán)氧的或其它填充材料，例如聚合物或硅樹脂，或其它材料或可以不進(jìn)行填充。如上所述管20的內(nèi)徑d6比光纖10的直徑大0.01到10微米，例如125.01到135微米。也可用其它直徑；但是，在該實(shí)施例中為幫助避免光纖彎曲，直徑d6希望盡可能接近光纖的外徑。做為選擇，通過在光柵12的兩側(cè)融合兩個(gè)分立的管可獲得相同的結(jié)果，然后融合一個(gè)套過兩管的外管，如上述美國共同未決的專利申請(qǐng)中所述。
我們發(fā)現(xiàn)，依賴所用結(jié)構(gòu)本發(fā)明提供了具有高的可重復(fù)性，低蠕變和低滯后性(例如，約3微微米或更少)。參照?qǐng)D8，對(duì)于這里已描述的任何實(shí)施例，代替單一光柵包裹在管20中，可以有兩個(gè)或多個(gè)光柵220、222埋入被包裹在管20中的光纖10中。光柵220、222具有相同的反射波長和/或外形或不同的波長和/或外形。多個(gè)光柵220、222可單獨(dú)地用在公知的法布里珀羅裝置中。
另外，一個(gè)或多個(gè)光纖激光器，如美國專利5,666,372，名稱為“壓縮調(diào)諧光纖激光器”(這里可作為參考并可進(jìn)一步理解本發(fā)明)所述，可埋入管20中的光纖10中，并且壓縮調(diào)諧。在這種情況下，該光柵220、222形成一個(gè)腔，且光纖10至少在光柵220、222(如果需要，也可包括光柵220、222、和/或光柵外面的光纖10)之間將摻雜稀土元素?fù)诫s物，例如鉺和/或鐿，等，當(dāng)管20上的力的變化時(shí)，激光波長相應(yīng)地將被調(diào)諧。
參照?qǐng)D13，可采用的其它類型的調(diào)諧光纖激光器是一個(gè)調(diào)諧分布反饋光纖激光器234，如V.C.Lauridsen等發(fā)表在1998年10月15日的Electronic Letters.，第34卷第21號(hào)第2028—2030頁的“DFB光纖激光器的設(shè)計(jì)”；P.Varming等發(fā)表在1995年IOOC’95，Tech.Digest，第5卷PD1—3的“具有由UV后處理引起的永久π/2相移的鉺摻雜光纖DGB激光器”；美國專利5,771,251，名稱為“光纖分布反饋激光器”，申請(qǐng)人為Kringlebotn等；或美國專利5,511,083，名稱為“偏振光纖激光源”，申請(qǐng)人為D’Amato等所述。在這種情況下，光柵12被寫入摻雜有稀土元素的光纖中并配置成在靠近光柵12的中心的預(yù)定位置224具有λ/2的相移(其中λ是激光的波長)，這提供了一個(gè)明確的諧振條件，如公知的那樣，它可以在單一縱向模式下沒有模式跳躍地連續(xù)調(diào)諧。做為選擇，代替單一光柵，兩個(gè)光柵220，222可以放置得盡可能近似形成一個(gè)具有長度為(N＋1/2)λ的腔，這里N是常數(shù)(包括0)，且光柵220，222置于摻雜稀土元素的光纖中。
做為選擇，DFB激光器234可位于光纖10上的一對(duì)光柵220、222(圖8)之間，其中光纖10至少在沿光柵220、222之間的部分摻雜了稀土元素。這種結(jié)構(gòu)被稱為“交互式光纖激光器”，如J.J Pan等發(fā)表的“具有低噪聲和受控輸出功能的交互式光纖激光器”，E-tek動(dòng)力學(xué)公司，San Jose,CA，網(wǎng)址為www.e-tek.com/products/whitepapers。如果需要，其它單一或多個(gè)光纖激光器結(jié)構(gòu)可配置在光纖10中。
參照?qǐng)D9和10，做為選擇，兩個(gè)或多個(gè)光纖10，250，其中每一個(gè)分別具有至少一個(gè)光柵12，252，可以包裹在管20中。光柵12、252可具有相同的反射波長和/或外形或具有不同的波長和/或外形。在這種情況下，管20中的鉆孔在加熱和融合之前應(yīng)足夠大以容納兩個(gè)光纖10、250，并且可以是除圓形之外的其它形狀例如正方形，三角形等。另外，管20的鉆孔不需要沿管20的中心線打在中心。
參照?qǐng)D11，做為選擇代替如圖10所示的互相接觸的光纖10、250，光纖10、250可以是在管20中離開預(yù)定距離的。該距離可以是在光纖10，250之間任何所需要的距離，并且可以在管20的外徑之內(nèi)的任意方位上。而且，對(duì)于這里所示的任何實(shí)施例，如上面討論的，光纖的一部分或全部和/或光柵可以在管20的內(nèi)部、部分內(nèi)部或外表面上融合，如圖示的光纖500，502，504。
參照?qǐng)D12，做為選擇，管20也可以只在配置光柵12的位置處融合在光纖10上。在這種情況下，如果管20比光柵20長，前面所討論的內(nèi)錐形或向外展開形區(qū)域22可以存在，并且如上面討論的，在管20和光纖10之間的區(qū)域28可填充填充物材料，。另外，這里所用的措詞“管”也可以是具有這里所述性能的一塊材料。
另外，對(duì)于這里所示的任何實(shí)施例，除了穿過殼體50，70，90或管20的光纖10，光纖10可以是單一端的，即光纖10只有一端從殼體或管20中伸出。在這種情況下，光纖10的一端位于從管20或殼體50、70、90伸出的點(diǎn)或是伸出點(diǎn)之前。
參照?qǐng)D17，做為選擇，管包裹光纖光柵的部分或全部也可以被大直徑二氧化硅波導(dǎo)光柵600所取代，如美國共同未決的專利申請(qǐng)序列號(hào)為第(CiDRADocket CC—0230)，名稱為“大直徑光學(xué)波導(dǎo)、光柵和激光器”所描述的，這里可用于作為參考。波導(dǎo)600有一個(gè)芯612(相當(dāng)于光纖10的芯)和一個(gè)包層614(相當(dāng)于融合的管和光纖10的包層的結(jié)合體)以及有一個(gè)埋在其中的光柵12。波導(dǎo)600的總長度L1和波導(dǎo)直徑d2的設(shè)置與上述管20的相同(即，這種管20不會(huì)在需要的光柵波長調(diào)諧范圍內(nèi)變形)，并且波導(dǎo)的外徑至少是0.3mm。具有一個(gè)包層626和一個(gè)通過光信號(hào)的芯625的光纖622(相當(dāng)于圖1中的光纖10)，用公知的或還在開發(fā)的、用于拼接光纖或把光從光纖耦合到較大波導(dǎo)中的、且在應(yīng)用中能提供可接受的光損耗的技術(shù)，與波導(dǎo)600的一個(gè)或兩個(gè)軸向端628拼接或光耦合。
具有光柵600的大直徑波導(dǎo)可以如這里所述的管包裹光柵20的相同的使用方式使用，其中光纖10與波導(dǎo)600的芯612是類似(和可互換)的。例如，波導(dǎo)600可被蝕刻、研磨或拋光以得到上面描述管20時(shí)的“八字試塊”形。做為選擇，“八字試塊”形也可由加熱和融合兩個(gè)外管640、642于波導(dǎo)600的相對(duì)端上而獲得。這里描述的管20和管包裹光柵所有其它可選擇的實(shí)施例也可以應(yīng)用到波導(dǎo)600中，這里合理地包括具有一個(gè)光纖激光器或一個(gè)DFB激光器，多個(gè)光纖(或芯)，各種幾何形狀等。
管包裹光纖光柵20和大直徑波導(dǎo)光柵600每一個(gè)這里還可作為“調(diào)諧光學(xué)元件”。管包裹光纖光柵20和大直徑波導(dǎo)光柵600在管20與光纖10融合的位置上基本上具有相同的結(jié)構(gòu)和性能，因?yàn)楣馨饫w光柵20和大直徑波導(dǎo)光柵600的端(或橫截面)是接近的(或一致的)，并且橫跨截面基本上由相同材料制成，例如，玻璃材料，如摻雜和未摻雜的二氧化硅。另外，在這些位置上二者具有一個(gè)光芯和一個(gè)大的包層。
另外，波導(dǎo)600和管包裹光纖光柵20可一起使用，以形成這里所述感應(yīng)元件的任何已知的實(shí)施例。特別是，一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)元件的軸向部分可以是一個(gè)管包裹的光柵或光纖，和/或一個(gè)或多個(gè)其它軸向部分可以是波導(dǎo)600，該波導(dǎo)是軸向拼接或融合或以其它機(jī)械地和光學(xué)地方法耦合在一起，使得所述波導(dǎo)的芯與融合到管中的光纖的芯對(duì)準(zhǔn)。例如，感應(yīng)元件的中心區(qū)域可以是大波導(dǎo)，且一個(gè)或兩個(gè)軸向端可以是被融合在一起的管包裹光纖如短劃線650，652所示的，反之亦然(圖1，11，31)。
應(yīng)該理解，除非這里另外說明，這里關(guān)于特殊實(shí)施例描述的任何特征、特性、替換物或者改進(jìn)也可以被應(yīng)用、使用，或者與這里描述的任何其他實(shí)施例相結(jié)合。另外，這里的附圖未按比例繪制。
盡管本發(fā)明已描述和圖示了其有關(guān)的示范性的實(shí)施例，在沒有脫離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的情況下，可加入上述的和各種另外附加的以及忽略的部分。
權(quán)利要求
1.一種壓縮調(diào)諧光纖光柵裝置，包括一個(gè)調(diào)諧光學(xué)元件，它具有至少為0.3mm的外尺寸，和具有至少一個(gè)沿所述元件的縱軸方向置于其中的反射元件；以及所述調(diào)諧元件的至少一個(gè)部分具有一個(gè)橫截面，該橫截面是接近的和基本上由相同材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件包括光纖，該光纖有所述的反射元件置于其中；以及一個(gè)管，該管具有沿所述管的縱軸包裹在其中的所述光纖和所述反射元件，所述管與所述光纖的至少一部分融合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件包括一個(gè)具有一個(gè)外包層和其中配置一個(gè)內(nèi)芯的大直徑光波導(dǎo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述調(diào)諧元件包括一個(gè)沿所述管的縱軸與光纖的至少一部分融合的管；一個(gè)具有一個(gè)外包層和一個(gè)其中配置內(nèi)芯的大直徑光波導(dǎo)；以及所述管和所述波導(dǎo)在軸向融合和光耦合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述壓力傳感器，其中所述反射元件配置所述光纖中，并且沿所述管的所述縱軸包裹在所述管中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述壓力傳感器，其中所述反射元件配置在所述光波導(dǎo)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述材料包括玻璃材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其中所述管與所述光纖在所述反射元件的位置處融合。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其中所述管與所述光纖在所述反射元件的相對(duì)軸向側(cè)融合。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其中所述裝置還包括多根包裹在所述管中的光纖。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述裝置，其中所述裝置還包括多個(gè)配置在所述波導(dǎo)中的芯。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件有多個(gè)設(shè)置在其中的反射元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件有至少一對(duì)設(shè)置在其中的反射元件，以及所述調(diào)諧元件在所述對(duì)元件之間至少一部分摻雜了稀土元素以形成一個(gè)激光器。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述裝置，其中所述激光器在一個(gè)激光波長處產(chǎn)生激光，該波長隨調(diào)諧元件上受力的變化而變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件在所述反射元件的位置處至少一部分摻雜了稀土元素和所述反射元件配置成形成DFB激光器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述裝置，其中所述DFB激光器在一個(gè)激光波長處產(chǎn)生激光，該波長隨所述的調(diào)諧元件上受力的變化而變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述材料是二氧化硅。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件的至少一部分包括一個(gè)圓柱形。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述調(diào)諧元件的至少一部分包括一個(gè)錐形的軸向部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其中所述反射元件有一個(gè)特征波長，并且其中所述調(diào)諧元件包括一個(gè)形狀，該形狀為由于所述調(diào)諧元件上受力的變化而產(chǎn)生的所述波長的變化提供預(yù)設(shè)靈敏度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述裝置，其中所述調(diào)諧元件的形狀包括八字試塊形。
22.一種用于光纖光學(xué)裝置的波長調(diào)諧方法，包括a)獲得一個(gè)調(diào)諧光學(xué)元件，具有至少為0.3mm的外尺寸，和具有至少一個(gè)沿所述元件的縱軸方向置于其中的反射元件，和所述元件的至少一個(gè)部分具有一個(gè)基本上由相接近的材料制成的橫截面；以及b)軸向壓縮所述調(diào)諧元件，使所述反射元件的反射波長隨之變化。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述元件包括一個(gè)管，該管具有沿所述管的縱軸包裹在其中的所述光纖和所述反射元件，所述管與所述光纖的至少一部分融合。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述管包括多個(gè)包裹在所述管中的光纖。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述調(diào)諧元件包括一個(gè)具有一個(gè)外包層和一個(gè)其中配置有內(nèi)芯的大直徑光波導(dǎo)內(nèi)芯的大直徑光波導(dǎo)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述波導(dǎo)包括多個(gè)所述芯。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述調(diào)諧元件其中配置有多個(gè)反射元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述調(diào)諧元件有至少一對(duì)設(shè)置在其中的反射元件，和所述調(diào)諧元件在所述一對(duì)元件之間至少一部分摻雜了稀土元素以形成一個(gè)激光器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中所述激光器在一個(gè)激光波長處產(chǎn)生激光，該波長隨調(diào)諧元件上受力的變化而變化。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述調(diào)諧元件在所述反射元件的位置處的至少一部分摻雜了稀土元素和所述反射元件配置形成DFB激光器。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述DFB激光器在一個(gè)激光波長處產(chǎn)生激光，該波長隨調(diào)諧元件的壓縮而變化。
32.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述反射元件有一個(gè)特征波長并且其中所述調(diào)諧元件包括一個(gè)形狀，該形狀為由于所述調(diào)諧元件上受力的變化而產(chǎn)生所述波長的變化提供的預(yù)定靈敏度。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述調(diào)諧元件的形狀包括八字試塊形。
34.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述壓縮步驟包括用激勵(lì)器壓縮所述調(diào)諧元件。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述激勵(lì)器包括一個(gè)步進(jìn)電機(jī)，一個(gè)壓電激勵(lì)器，一個(gè)螺線管，或一個(gè)氣動(dòng)力激勵(lì)器。
36.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述壓縮步驟包括用流體壓力壓縮所述調(diào)諧元件。
37.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述材料是玻璃材料。
全文摘要
一種壓縮調(diào)諧布拉格光柵,包括一個(gè)可調(diào)諧光學(xué)元件20、600,該元件或者包括一個(gè)光纖(10),該光纖具有至少一個(gè)布拉格光柵(12)壓在其中,且該光纖包裹在一個(gè)玻璃毛細(xì)管內(nèi)并與玻璃毛細(xì)管(20)的至少一部分融合,或者該元件包括一個(gè)大直徑光波導(dǎo)光柵(600),該光波導(dǎo)光柵具有一個(gè)芯以及一個(gè)寬的包層。光線(14)入射到光柵(12)上而光線(16)以波長λ1被反射?？烧{(diào)元件20、600在軸向壓縮,這引起元件未彎曲的情況下光柵(12)反射光波長的變化。元件的形狀可以是其他幾何形狀(例如“八字試塊形”)和/或可以使用多于一個(gè)光柵或?qū)鈻乓约翱捎枚嘤谝粋€(gè)光纖(10)或芯(612)。在一對(duì)光柵(150,150)之間元件的至少一部分被摻雜,以形成壓縮調(diào)諧的激光器,或者光柵(12)或者光柵(150,152)可以構(gòu)造成可調(diào)諧DFB激光器。另外,元件(20)可以有一個(gè)內(nèi)錐形區(qū)域(22)或錐形(或凹槽形)部分(27)。該壓縮可以由PZT、步進(jìn)電機(jī)或其他激勵(lì)器或流體、壓力完成。
文檔編號(hào)G02F1/01GK1329722SQ99813929
公開日2002年1月2日 申請(qǐng)日期1999年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月4日
發(fā)明者M·R·菲爾納爾德, T·J·拜利, M·B·米勒, J·M·沙利文, M·A·達(dá)維斯, R·N·布魯卡托, A·D·克西, M·A·普特納姆, P·E·桑德爾斯 申請(qǐng)人:塞德拉公司