[发明专利]压缩调谐的布拉格光栅和激光器

说明书

相关申请交叉参考

这是美国专利申请序列号为第09/400,362号，申请日为1999年9月20日的继续申请，上述美国专利申请又是美国专利申请序列号为第09/205,846，申请日为1998年12月4日的继续申请。另外，未公开的美国专利申请，序列号为第(CiDRA Docket No.CC—0036B)，名称为“布拉格光栅压力传感器”，序列号为第(CiDRA Docket No.CC—0078B)，名称为“管包裹的光纤光栅”，和序列号为第(CiDRA Docket No.CC—0230)，名称为“大直径光学波导，光栅和激光器”，所有申请同时包含这里公开的相关主题。

技术领域

本发明涉及一种光纤光栅，尤其是一种压缩调谐的布拉格光栅和激光器。

背景技术

在光纤光学技术领域众所周知，将布拉格光栅埋入光纤中可用于压缩，作为可调谐滤光器或可调谐光纤激光器，如分别由Morey等人申请的美国专利，专利号5,469,520，名称为“压缩调谐光栅”和Ball等人申请的美国专利，专利号5,691,999，名称为“压缩调谐光纤激光器”所述，在此作为参考。

为避免光纤在压缩下弯曲，上述美国专利申请5,469,520和5,691,999中描述了用滑动的套管环绕光纤和光栅并设置套管的机械结构以引导、对准和限制套管和光纤的技术。但是，获得一种允许光纤光栅被压缩而没有弯曲和没有滑动套管及没有所必需的这种机械结构的构造是理想的。

另外，在光学纤维光栅上加上玻璃管，以避免在压缩下的弯曲，用于提供波长稳定温度补偿的光纤布拉格光栅是公知的，如由Morey等发明的美国专利5,042,898，名称为“采用布拉格滤光器的温度波长光波导装置”中所描述的。可是，在超时，或高温，或超大压缩范围下该技术会出现光纤和套管之间的蠕动现象。

发明概述

本发明的目的包括提供一种光纤光栅构造，其允许光栅被压缩调谐而没有蠕动和没有所需要的滑动套管或者用于套管的机械支持结构。按照本发明，压缩调谐的光纤光学装置包括：一个可调谐的光学元件，具有至少一个沿该元件纵轴方向置于其中的反射元件；且

该元件的至少一个部分具有一个接近的和基本上由相同材料制成的横截面。

另外按照本发明，该可调谐元件包括光纤，该光纤具有埋入其内的反射元件；以及一个管，有光纤和反射元件沿管的纵轴包裹在其中，该管与光纤的至少一部分融合。另外按照本发明，可调谐元件包括大直径光波导，该光波导具有设置在其中的外包层和内芯，并且波导的外径至少为0.3mm。

进一步按照本发明，材料是玻璃材料。另外进一步按照本发明，管与光纤在放置反射元件的位置融合。另外进一步按照本发明，多根光纤或芯安置在可调谐元件中。另外进一步按照本发明，可调谐元件具有多个包裹在管中的反射元件。另外进一步按照本发明，可调谐元件具有至少一对反射元件设在其中，并且可调谐元件的至少一部分掺入稀土元素掺杂剂于该对元件之间以形成激光器。另外进一步按照本发明，激光器在激光波长处产生的激光，该激光波长随管上力的变化而变化。

本发明提供一个设置在可调谐光学元件中的布拉格光栅，它包括一个至少一部分与玻璃毛细管(“包裹光栅的管”)融合的光纤或者一个具有光芯和宽的包层的大直径波导光栅。可调谐元件置于压缩之中以调谐光栅的反射波长，而不至于弯曲。

该元件可由玻璃制成，如硅石或其他玻璃。可调谐元件具有可替代的几何形，例如八字试块形，以对波长变化灵敏度提供增强的作用并且易于调节所需要的灵敏度。本发明允许光纤光栅或激光器在很高的重复率，低漂移，低滞后性能下调节波长。另外，一个或多个光栅，光纤激光器，或多个光纤或光芯可设置在可调谐元件中。

光栅或激光器可“包裹”在管中，通过管与光纤在光栅区域和/或在与光栅邻近或与光栅有一预设距离的光栅区域的相对轴向端部融合。光栅或激光器可以在管内或部分在管内或在管的外表面融合。另外，一个或多个波导和/或包裹光纤/光栅的管可沿轴向融合和光耦合形成可调谐的元件。

本发明的上述和其他目的，特性和优点将通过下面详细描述的示范性实施例更多的显示出来。

附图简述

图1是本发明中用于压缩的管包裹光纤光栅装置的侧视图。

图2是本发明中用于压缩的管包裹光纤光栅可选的装置侧视图。

图3是本发明中用于压缩的管包裹光纤光栅可选装置的侧视图。

图4是本发明中管包裹光纤光栅的侧视图。