[发明专利]不对称低色散布拉格光栅滤光器

说明书

                          发明背景 

1.发明领域

本发明一般涉及反射滤光器，尤其，涉及不对称低色散布拉格光栅滤光器。

2.技术背景

波分复用(WDM)在光通信系统中已普及。这些光系统中的关键光学部件是执行组合不同波长信道和分裂波长信道功能的部件。

布拉格光栅结构可用作WDM和其它光信号处理应用的滤光器。在这些类型的应用中，布拉格光栅滤光器具有低插入损耗，平顶光谱响应，使串扰最小的陡峭斜率，和线性相位响应，以避免滤光器色散引发信号降级而引起的透射损失。虽然可以将基于布拉格光栅的反射滤光器设计成具有接近理想的光谱响应，但是当接近频带边缘时，相应的相位响应变得越来越非线性(也就是，增加色散)，因此降低了有用的滤光器带宽。虽然这种滤光器的振幅响应已经受到了很多关注，但是在光通信系统中相位响应只是最近才被研究。

基于传统布拉格光栅的反射滤光器通过这种滤光器因果性指明的关系，具有光栅透射光谱所确定的色散特征。结果，具有急剧下降光谱边缘的带通滤光器将遭遇较大的带内色散。通常在频带边缘处的带内色散最差。在这种情况下，滤光器将显示的有效有限色散滤光器带宽小于传统的有限振幅滤光器带宽。然而，对于布拉格光栅滤光器中的固定振幅响应，在定义因果性的色散限制上可以改进滤光器的色散。由于反射滤光器通常只使用来自布拉格光栅一端的反射，所以能够以增加光栅另一端的色散为代价，减小光栅一端的反射色散。布拉格光栅的该独特特征很有意义，因为它给出了能在光通信领域中起重要作用的无色散理想滤光器的制造方法。

                            发明内容

本发明的一方面是用于光纤系统中光纤内的布拉格光栅滤光器，其中光纤包括纤芯和包层。在光纤纤芯和/或至少一部分包层中形成多个布拉格光栅片段。通过折射率的周期性变化定义每个光栅单元。折射率的周期性变化具有空间不对称折射率调制，使得以增加光栅单元另一端的反射色散为代价，减小光栅单元一端的反射色散。

在以下详细描述中将给出本发明的附加特征和优点，通过该描述部分对于本领域熟练的技术人员是显而易见的，或者通过实施以下详细描述、权利要求和附图中所述的发明，而理解本发明的部分。

要知道以上一般描述和以下详细描述都仅仅是本发明的实例，它们试图提供概述或框架用于理解如权利要求所述本发明的特性和特征。所包括的附图用于提供对本发明进一步的理解，并结合成说明书的一部分。附图说明了本发明的各种特征和实施例，它和描述一起用于解释本发明的原理和操作。

                          附图说明

图1是根据本发明其中形成的布拉格光栅的光纤的透视图；

图2是说明本发明布拉格光栅的反射特征的曲线图；

图3是说明传统布拉格光栅结构的折射率的曲线图；

图4是说明传统布拉格光栅结构中空间对称分布的折射率调制的曲线图；

图5是说明根据本发明的布拉格光栅的空间不对称分布的折射率调制的曲线图；

图6是显示根据本发明的不同布拉格光栅结构的透射和反射光谱的图表；

图7说明了根据本发明折射率调制的形状是如何被改变的；

图8、9、10和11说明了根据本发明折射率调制的形状变化如何引起由布拉格光栅结构所示出的延迟变化；

图12是显示根据本发明的不同布拉格光栅结构的透射和反射光谱的图表；

图13说明了根据本发明折射率调制峰值如何远离光栅中心移动；和

图14、15、16和17说明了根据本发明折射率调制的峰值变化如何引起由布拉格光栅结构所示出的延迟变化。

                      较佳实施例的详细描述

现在将详细引用本发明的较佳实施例，在附图中说明了它的实例。附图中尽可能地用相同的标号指出相同或类似的部分。

图1显示了本发明布拉格光栅10的典型实施例。为了讨论的目的，布拉格光栅10在光纤12中形成。光纤12包括纤芯14和包围光纤12中纤芯14的包层16。光纤的纤芯14和/或至少一部分包层由当暴露于特定频率的辐射时显示折射率变化的材料所组成。因此，通过产生纤芯14的周期性折射率变化，在光纤12的纤芯14中形成布拉格光栅10。对本领域熟练的技术人员显而易见的是，已知各种方法用于在光纤12的纤芯14中形成布拉格光栅。还应该注意到可以在其它光学媒介或部件中形成布拉格光栅。