專利名稱：光學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件。
業(yè)已提出了聲光器件以便用作光頻移相器?？烧{(diào)濾波器、光開(kāi)關(guān)以及光調(diào)制器。這些器件利用了穿過(guò)傳輸介質(zhì)的光與該傳輸介質(zhì)內(nèi)所形成的聲振動(dòng)之間的相互作用。
公知聲光器件的一個(gè)實(shí)例是布拉格元件，它包括一透光元件，其中，安裝在該透光元件一面上的傳感器會(huì)形成(呈行進(jìn)波形式的)聲振動(dòng)。
上述聲振動(dòng)會(huì)使透光元件材料的折射率產(chǎn)生周期性的變化，因?yàn)?，所說(shuō)的材料不斷地受到擠壓和凈化。這種周期性的變化在透光元件內(nèi)起行波衍射光柵的作用。在操作過(guò)程中，行波光柵會(huì)衍射按所謂布拉格角(它是光波長(zhǎng)和衍射光柵周期的已知函數(shù))入射到透光元件上的光線。這就會(huì)改變光的傳播方向。此外，由于光柵會(huì)(隨行進(jìn)聲波振動(dòng)而)穿過(guò)透光元件，所以，衍射光會(huì)產(chǎn)生多普勒漂移，因此，光的頻率會(huì)按等于聲振動(dòng)頻率的一定的量發(fā)生變化。當(dāng)消除了聲振動(dòng)時(shí)，光線就不會(huì)被衍射，從而會(huì)以基本上無(wú)變化的形式從透光元件中射出。
通過(guò)這種方式，布拉格元件可以改變?nèi)肷涔獾念l率，從而改變?nèi)肷涔鈧鞑サ姆较?因而能起開(kāi)關(guān)的作用)或者對(duì)入射光進(jìn)行頻率或振幅調(diào)制。但是，這種布拉格元件具有明顯的缺陷即它是一種昂貴且復(fù)雜笨重的光學(xué)器件。在光纖系統(tǒng)中很難使用布拉格元件，這是因?yàn)椋仨殞⒐饫w的末端以機(jī)械的方式“連接”于所說(shuō)的透光元件。這就會(huì)導(dǎo)致有5至6dB(分貝)的輸入衰減，這可能是例如通信距離和速度取決于通信接收器處所具有的光強(qiáng)度的光纖通信系統(tǒng)中的主要問(wèn)題。布拉格元件的另一個(gè)缺陷是需要有較高的電能(例如約為1W)來(lái)驅(qū)動(dòng)聲波傳感器。這是因?yàn)?，盡管光與聲振動(dòng)之間的實(shí)際重疊(相互作用的體積)只占透光元件的很小比例，但必須用聲振動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)透光元件的大部分。
作為上述布拉格元件的替代形式，業(yè)已提出了沿具有兩種光傳輸模式的光纖來(lái)傳導(dǎo)光并使光纖中撓性聲振動(dòng)將光從上述光纖模式中的一種感應(yīng)耦合于另一種。上述兩種模式可以是雙模式光纖的兩種不同的空間模式(例如稱之為L(zhǎng)P11和LP01的模式)即雙折光光纖的兩種正交偏振模式或雙芯光纖的所謂超級(jí)模式。
上述光纖聲光器件使用這兩種模式沿光纖按不同的速度進(jìn)行傳導(dǎo)，從而沿光纖的長(zhǎng)度在兩種模式之間形成空間上的差拍。當(dāng)“差拍長(zhǎng)度”與作用于光纖的撓性振動(dòng)的波長(zhǎng)相一致時(shí)，就會(huì)以諧振的方式將光從上述模式中的一種耦合進(jìn)另一種模式，并且，還會(huì)如上所述那樣產(chǎn)生頻率漂移。然后利用模式過(guò)濾析出預(yù)定(頻率漂移后)的模式。
這種類型的光纖聲光器件通常比布拉格元件更適用于全光纖系統(tǒng)。但是，可以使用的最大聲頻要受光纖尺寸的限制，一般限于約10MHz(兆赫茲)。光線通常被限定在光纖芯內(nèi)，聲波必須使整個(gè)的光纖振動(dòng)。這就意味著盡管電能需要量要低于驅(qū)動(dòng)布拉格元件所需的電量，但仍然還是比較高的(約為100mW(毫瓦))。這就需要在聲光器件內(nèi)將通常的單模式光纖(一般用于通信系統(tǒng))連接于專門的(在這種情況下為雙模式)光纖，從而導(dǎo)致了輸入衰減。給定光波長(zhǎng)的工作聲頻取決于光纖的特性并且在沒(méi)有生產(chǎn)出新型光纖的情況下是不能改變的。最后，如果未提供聲能，則上述器件不會(huì)給出光輸出。
本發(fā)明提供了一種光學(xué)器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，因上述耦合區(qū)的至少一部分在空間上的周期性變化而在所說(shuō)的傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
本發(fā)明通過(guò)提供一種全光纖的光學(xué)器件而涉及到上述問(wèn)題，在所說(shuō)的光學(xué)器件中，空間上的周期性變化(例如諸如撓性或扭曲振動(dòng)之類的機(jī)械振動(dòng)或者由電場(chǎng)引起的瞬時(shí)非周期性的彎曲或波紋)會(huì)明顯地與穿過(guò)該器件的光線相重疊。所說(shuō)的器件由標(biāo)準(zhǔn)光纖構(gòu)成，而不需要使用專門的(例如雙模式)光纖。這就意味著該器件很容易與其它光纖相連并且電能需要量要顯著地低于先前提出的器件。
專業(yè)人員會(huì)注意到，術(shù)語(yǔ)“定向耦合器”是公知的并且包括多種光耦合器，在這些光耦合器中，輸入光線按不同的比例射向或可以射向多個(gè)可能的輸出端口。以下的多個(gè)實(shí)例均為2×2的耦合件，但是，應(yīng)該注意，本發(fā)明也適用于具有較大數(shù)量或不同數(shù)量端口的耦合器。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上述能量傳遞裝置包括用于使耦合區(qū)的至少一部分產(chǎn)生聲振動(dòng)的裝置?？梢园炊喾N方式使用本發(fā)明實(shí)施例的聲光器件。例如，如果使用由相同光纖制成的標(biāo)準(zhǔn)2×2定向耦合器，則所說(shuō)的聲振動(dòng)會(huì)在兩個(gè)輸出端口之間產(chǎn)生兩倍于該聲頻的振蕩輸出。由于在耦合區(qū)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生兩種傳輸模式，所以會(huì)產(chǎn)生這種最佳的調(diào)制效果，所說(shuō)的聲振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致上述模式之間的快速能量傳遞，并且，對(duì)上述兩種模式中的光線來(lái)說(shuō)，有互補(bǔ)的頻率漂移(向上和向下)。然后，在這些頻率漂移后的輸出之間會(huì)出現(xiàn)瞬間差拍。另外，如以下所述，可以使用所謂的“空耦合器”以提供一個(gè)未漂移的光線從其中輸出的輸出端口以及另一個(gè)漂移后的頻率從其中輸出的輸出端口。
上述設(shè)計(jì)可作多種用途，因?yàn)椋谥圃戾F形耦合件時(shí)可以確定耦合區(qū)的特性。由于可以很容易地將耦合區(qū)的直徑做成約1μm(微米)那么小，所以，上述器件可在高達(dá)數(shù)百兆赫的聲頻下工作?？稍谳^高的工作聲頻下驅(qū)動(dòng)具有較小直徑耦合區(qū)的器件。
盡管聲振動(dòng)的其它形式也能導(dǎo)致傳輸模式之間的能量傳遞，但聲振動(dòng)最好包括耦合區(qū)的撓性振動(dòng)。
最佳的是，在沒(méi)有聲振動(dòng)時(shí)，將不到一半的沿光纖之一傳導(dǎo)的光線耦合進(jìn)其它的光纖。
可以使用這樣的耦合器，其中，例如在將兩條光纖彼此連接以形成耦合區(qū)之前于靠近光纖芯的位置處研磨和刻蝕這兩條光纖，但是，耦合器最好是熔接式光纖耦合器。
具體地說(shuō)，所說(shuō)的熔接式光纖耦合器最好是錐形的熔合式空耦合器，從而，在沒(méi)有所說(shuō)的撓性振動(dòng)時(shí)，基本上不會(huì)有沿光纖之一傳導(dǎo)的光線耦合進(jìn)其它的光纖?？振詈掀魍ǔＳ刹煌墓饫w構(gòu)成并且在工作波長(zhǎng)和耦合區(qū)長(zhǎng)度的范圍內(nèi)有基本上為零的傳導(dǎo)率，同時(shí)，耦合率和上述參數(shù)不會(huì)有通常的周期性變化。事實(shí)上，在制造過(guò)程中，這一情況表明業(yè)已制造出了空耦合器，在輸出端口處監(jiān)測(cè)提供給輸入端口的檢測(cè)光，盡管兩條光纖在比其中任何一條都窄的耦合區(qū)內(nèi)熔接到了一起，但如果檢測(cè)到的耦合率基本上為零并且該耦合率基本上獨(dú)立于耦合區(qū)長(zhǎng)度的增量，那么，就已經(jīng)制成了一個(gè)空耦合器。
在這種情況下有聲振動(dòng)時(shí)，至少有某些射向一條光纖的光線可耦合進(jìn)與其它光纖相對(duì)應(yīng)的傳輸模式。通過(guò)這種方式，頻率漂移和未漂移的光線會(huì)從不同的輸出端口離開(kāi)所說(shuō)的器件。所以，不需要模式變換器或?yàn)V波器去分離漂移或未漂移的波，可以使其余未漂移的光線從其射入的光纖中射出。
所述耦合區(qū)最好具有比第一和第二光纖窄的截面。通過(guò)這種方式，可由光纖的包覆空氣的接口而不是由光纖芯包覆的接口來(lái)引導(dǎo)光線。
制造空耦合器的極為方便的方法是使用具有不同截面面積的光纖。因此，這些光纖應(yīng)是不相同的光纖，但是，也可以對(duì)一條、兩條或所有原本相同的光纖進(jìn)行預(yù)處理(例如事先加工成錐形或拉長(zhǎng)、刻蝕或研磨)，預(yù)處理會(huì)改變耦合區(qū)的光學(xué)特性。
最佳的是，(如在空耦合器中那樣)按下述方式設(shè)置前述耦合器即從第一和第二光纖之一射進(jìn)耦合區(qū)的光線會(huì)在該耦合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的傳輸模式，該模式與所說(shuō)的光纖有關(guān)。便于將所述器件用作開(kāi)關(guān)的另一個(gè)最佳特征是按各傳輸模式在耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)的光線主要從耦合器與傳輸模式有關(guān)的相應(yīng)輸出端口中射出。
為了避免沿光纖有不必要的聲反射，最好將一個(gè)或多個(gè)消聲固定塊在遠(yuǎn)離耦合區(qū)的相應(yīng)位置處安裝于光纖。
同樣，光纖中的至少一條的至少一部分最好帶有消聲層。
為了能與當(dāng)前多種通信(或其它)系統(tǒng)相兼容，上述光纖中的至少一種最好是單模式光纖。
上述產(chǎn)生振動(dòng)的裝置最好包括一振動(dòng)傳感器，它可響應(yīng)作用于自身的電子振蕩信號(hào)而振動(dòng)。例如可以用與一磁性或金屬部件或涂層相互感應(yīng)的磁性傳感器來(lái)產(chǎn)生振動(dòng)，而所說(shuō)的磁性或金屬部件或涂層則與光纖相連，但是，所說(shuō)的振動(dòng)傳感器最好是壓電傳感器。
上述傳感器所產(chǎn)生的振動(dòng)最好在遠(yuǎn)離耦合區(qū)的連接區(qū)處作用于第一光纖和第二光纖。
為了能夠有效地使用比光纖大的傳感器，上述用于產(chǎn)生振動(dòng)的裝置最好包括一錐形傳輸件，它將所述傳感器與連接區(qū)連接起來(lái)。
耦合區(qū)最好沿其至少一部分長(zhǎng)度有基本上均勻的截面。但是，在其它實(shí)施例中，可有意識(shí)地改變耦合區(qū)的截面(例如以固定的方式減小該截面)，以便增加或“降低”上述聲光設(shè)備的頻率靈敏度。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少一部分耦合區(qū)在空間上而不是瞬間的周期性變化會(huì)影響光線按耦合區(qū)模式的傳輸。盡管在機(jī)械上可能會(huì)產(chǎn)生所說(shuō)的變化，但是，在前述器件的優(yōu)選實(shí)施例中，耦合區(qū)的至少一部分上充有永久的電荷，并且，所述能量傳遞裝置包括用于產(chǎn)生在空間上周期性變化的電場(chǎng)的裝置，該電場(chǎng)與上述永久電荷相互感應(yīng)以使至少一部耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化。(另外，基本上均勻的電場(chǎng)也當(dāng)然會(huì)影響耦合區(qū)上的在空間上周期性變化的永久電荷)。
這種靜電器件不會(huì)使輸入光線產(chǎn)生頻率漂移，但可在光轉(zhuǎn)換或調(diào)制設(shè)備中使用。盡管使用了術(shù)語(yǔ)“靜電”，但是，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該術(shù)語(yǔ)僅指用于使耦合區(qū)變形的感應(yīng)方法，專業(yè)人員會(huì)注意到，如果將所述器件用作例如一調(diào)制器，前述電場(chǎng)會(huì)快速地開(kāi)啟和關(guān)閉。
上述用于產(chǎn)生電場(chǎng)的裝置最好包括至少一對(duì)可與電源相連的叉指式電極。
上述用于產(chǎn)生電場(chǎng)的裝置還最好包括一接地平面，該接地平面和所述一對(duì)叉指式電極設(shè)置在耦合區(qū)的相反的側(cè)面上。另外，可以在耦合區(qū)的另一側(cè)使用另外的叉指式電極(或者根本不使用電極)。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，可以利用諸如通過(guò)激光的熱處理使空間上的周期性變化永久性地作用于耦合區(qū)。
所說(shuō)的耦合器最好是2×2耦合器。
本發(fā)明的器件特別適于用作光頻移相器、可調(diào)濾光器、光開(kāi)關(guān)以及光調(diào)制器。
本發(fā)明提供了一種聲光器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
本發(fā)明還提供了制造聲光器件的方法，該方法包括下列步驟制造出一種光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，提供用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
本發(fā)明還提供了以聲光方式使光線產(chǎn)生頻率漂移的方法，該方法包括下列步驟使光線射進(jìn)光纖定向耦合器，該耦合器帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
本發(fā)明亦提供了制造光學(xué)器件的方法，該方法包括下列步驟制造一種光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
本發(fā)明還提供了一種光轉(zhuǎn)換的方法，該方法包括下列步驟使光線射進(jìn)光纖定向耦合器，該耦合器帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)，按每種模式傳導(dǎo)的光線會(huì)至少主要地從前述耦合器的相應(yīng)輸出端口中射出；以及，使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
本發(fā)明還提供了一種光開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于第二光纖，因此，光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)，按每種模式傳導(dǎo)的光線會(huì)至少主要地從前述耦合器的相應(yīng)輸出端口中射出；以及，用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上周期性變化以便在前述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
本發(fā)明還提供了一種光學(xué)器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖在耦合區(qū)處耦合于第二光纖；以及，用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上周期性變化的裝置。
應(yīng)該注意，本申請(qǐng)書(shū)中參照前述器件本身所述的本發(fā)明最佳特征同樣適用于本發(fā)明的其它方面或?qū)嵤├?，反之亦然。與此相似，參照一個(gè)實(shí)施例(例如上述聲光實(shí)施例)所述的耦合器的最佳形式同樣適用于其它的實(shí)施例(例如上述靜電實(shí)施例)。
以下參照附圖僅以舉例的方式說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，在整個(gè)附圖中，相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖中


圖1是一聲光器件的概略圖；圖2a和圖2b是說(shuō)明所謂“空”光纖耦合器操作的概略圖；圖3a和圖3b是說(shuō)明圖1中聲光器件操作的概略圖；圖4是顯示一原型聲光器件的光輸出與射頻(RF)信號(hào)發(fā)生器電壓之間關(guān)系的曲線圖；圖5是說(shuō)明在測(cè)試上述原型聲光器件過(guò)程中所檢測(cè)到的差拍信號(hào)頻譜的曲線圖；圖6和圖7說(shuō)明了在有非偏振白光射進(jìn)上述原型聲光器件時(shí)該器件的輸出頻譜；圖8是一光學(xué)器件第二實(shí)施例的概略平面圖；以及圖9是圖8中實(shí)施例的概略側(cè)剖圖。
參照?qǐng)D1，聲光器件包括一光纖定向耦合器，在該耦合器中，兩條光纖10、20在耦合區(qū)30處相耦合。上述耦合器是所謂的熔接式錐形空耦合器，以下將參照附圖2a和2b對(duì)該耦合器予以說(shuō)明。
一盤形壓電陶瓷傳感器40(也稱為“PZT”部件)受射頻(RF)信號(hào)發(fā)生器50的驅(qū)動(dòng)從而振動(dòng)。一鋁制錐形聚集幅射件60將傳感器40的振動(dòng)傳給光纖10、20，所述幅射件60用環(huán)氧樹(shù)脂粘在傳感器40上并通過(guò)一小的由經(jīng)紫外線處理過(guò)的粘合劑構(gòu)成的連接件(未示出)在遠(yuǎn)離耦合區(qū)30的位置處與光纖10、20相連。由幅射件60所聚集的傳感器40的振動(dòng)會(huì)使光纖10、20產(chǎn)生撓性振動(dòng)，特別是使耦合區(qū)30產(chǎn)生撓性振動(dòng)。固定塊70能基本上吸收掉所說(shuō)的振動(dòng)，因此能阻止該振動(dòng)沿光纖10、20作不必要的反射。也可在遠(yuǎn)離耦合區(qū)30的位置處將消聲緩沖層涂敷于光纖10、20。
圖2a和圖2b說(shuō)明了一錐形空耦合器的操作。
通過(guò)在小火焰中一起加熱并拉伸兩條平行的光纖而制成熔接式錐形耦合器或光束分裂器。一般地說(shuō)，進(jìn)入一條光纖中耦合器內(nèi)的某些光線交互耦合于另一條光纖(耦合波)，而其余的光線則留在頭一條光纖內(nèi)(通過(guò)波)。
如果所述耦合器由一對(duì)相同的單模式光纖構(gòu)成，那么，正交耦合率(光從一條光纖傳導(dǎo)至其它光纖的數(shù)量)可從基本上為0％至基本上為100％的最大值。就諸如有不同截面面積的不同光纖而言(或者如果在制成耦合器之前例如通過(guò)預(yù)先制成錐形或拉長(zhǎng)、刻蝕或研磨等對(duì)兩條原本相同的光纖中的一條或兩條進(jìn)行預(yù)處理)，就能有意識(shí)地將最大正交耦合率做成小于100％。理想的空耦合器是這樣一種耦合器，在這種耦合器中，光纖是不相同的，因而，最大正交耦合率在波長(zhǎng)的范圍內(nèi)基本上為零，也就是說(shuō)，無(wú)源耦合器根本不起光束分離器的作用。
換句話說(shuō)，空耦合器通常由不相同的光纖構(gòu)成并在工作波長(zhǎng)和耦合區(qū)長(zhǎng)度的范圍內(nèi)具有基本為零的傳導(dǎo)系數(shù)，同時(shí)，耦合率和上述參數(shù)沒(méi)有通常的周期性變化。事實(shí)上，在制造過(guò)程中，這一情況表明業(yè)已制造出了空耦合器，在輸出端口處監(jiān)測(cè)提供給輸入端口的檢測(cè)光，盡管兩條光纖在比其中任何一條都窄的耦合區(qū)內(nèi)熔接到了一起，但如果檢測(cè)到的耦合率基本上為零并且該耦合率基本上獨(dú)立于耦合區(qū)長(zhǎng)度的增量，那么，就已經(jīng)制成了一個(gè)空耦合器。
在把光纖用于制造耦合器之前，對(duì)該光纖的預(yù)處理不一定改變此光纖的光學(xué)性質(zhì)。但是，在制成了耦合器以后，這種預(yù)處理會(huì)改變耦合區(qū)的最終光學(xué)性質(zhì)。
為了說(shuō)明空耦合器的操作，圖2a和圖2b說(shuō)明了空耦合器的一個(gè)實(shí)例，其中，兩條光纖110、120在狹窄的耦合區(qū)(耦合器的收斂部分)130處耦合在一起。制造耦合器過(guò)程中的拉伸操作是指耦合區(qū)的直徑遠(yuǎn)小于遠(yuǎn)離該耦合區(qū)的光纖直徑。
耦合區(qū)130支持至少兩種在圖2a和2b中由耦合區(qū)內(nèi)不同的示意場(chǎng)分布所示的光傳輸模式。由于耦合區(qū)的直徑很小，所以，上述模式實(shí)際上由覆層/空氣接口所限定，而不是由光纖芯所限定。在空耦合器中，光纖110內(nèi)的光線以絕熱的方式逐漸形成耦合器收斂部分130的基模式(圖2a)從而在該耦合器的另一端處返回至光纖110。與此相似，另一條光纖120內(nèi)的光線會(huì)逐漸形成上述收斂部分的第二種模式(圖2b)并從光纖120中射出。
在上述優(yōu)選實(shí)施例中，錐形單模式光纖耦合器的狹窄收斂部分內(nèi)會(huì)有聲光的交互作用。所述錐形收斂部分起一多模式波導(dǎo)器的作用，從而支持至少兩種占據(jù)了光纖的傳輸模式。
圖3a和圖3b是說(shuō)明在圖2a和圖2b中所示的耦合器的耦合區(qū)130內(nèi)將光線從一種模式耦合于另一種模式的概略圖。
如圖3a所示，在沒(méi)有起作用的撓性聲振動(dòng)的情況下，射進(jìn)光纖之一(例如光纖110)的光線會(huì)以基本上無(wú)變化的方式從同一光纖110中射出。換句話說(shuō)，圖3a所示的操作等同于圖2a所示的操作。
盡管在上述兩條光纖內(nèi)沒(méi)有光波之間的相互耦合，但是，它們?cè)隈詈掀鞯氖諗坎糠痔帟?huì)高度穿插和重疊。如果上述基模式和第二模式的差拍長(zhǎng)度與聲波波長(zhǎng)一致，那么，行進(jìn)的撓性聲波會(huì)引起耦合器收斂部分的這兩個(gè)模式之間的諧振正耦合，并且會(huì)產(chǎn)生頻率漂移。
上述兩個(gè)模式按不同的速度沿耦合區(qū)傳導(dǎo)，從而沿著耦合區(qū)的長(zhǎng)度在這兩個(gè)模式之間形成空間上的差拍。當(dāng)“差拍長(zhǎng)度”與作用于耦合區(qū)的撓性振動(dòng)的波長(zhǎng)相一致時(shí)，光線就會(huì)從所說(shuō)模式中的一種以諧振的方式耦合進(jìn)另一種模式，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生頻率漂移。
換句話說(shuō)，如果有撓性聲振動(dòng)，那么，按基波型進(jìn)入耦合區(qū)的光線就會(huì)耦合于第二模式(反之亦然)，并且會(huì)產(chǎn)生頻率漂移。圖3b概略地說(shuō)明這一過(guò)程。
在聲波與光波之間存在著基本上完全的重疊，所以，只需要非常低的聲強(qiáng)。這一點(diǎn)與以上所述先前提出的光纖聲光器件相反。
上述結(jié)構(gòu)是通用的，因?yàn)?，在制造錐形耦合件時(shí)可以確定耦合區(qū)130的特征。由于可以將所述收斂部分的直徑做成約1μm(微米)那么小，所以，上述器件可在高達(dá)數(shù)百兆赫的聲頻下工作。
上述兩種傳輸模式的光線會(huì)經(jīng)由不同的光纖射出，這意味著漂移波和未漂移波會(huì)離開(kāi)不同的端口。所以，不需要有模式轉(zhuǎn)換器或?yàn)V波器去分離漂移和未漂移的光波，其余的未漂移的光線會(huì)從該光線所進(jìn)入的光纖中射出。
圖4至圖7說(shuō)明了對(duì)上述形式的原型聲光器件進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果。
上述原型聲光器件在波長(zhǎng)(λ)633nm(毫微米)下使用，它使用了一對(duì)不同的石英光纖，這對(duì)光纖直徑分別為60μm和80μm、截止波長(zhǎng)分別為500nm和650nm、數(shù)值孔徑分別為0.26和0.21。上述光纖中的第二條光纖在波長(zhǎng)633nm下不是單模式的，因此，為達(dá)到測(cè)試的目的，僅使上述原型器件的光線射進(jìn)前述第一條光纖。但是，也可以制造這樣的系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，兩條光纖在所關(guān)心的波長(zhǎng)下都是單模式的。
以并列的方式將上述光纖合并在一起，然后在移動(dòng)的氧化丁烷火焰上對(duì)這些光纖加熱和拉伸。最終形成的耦合區(qū)的收斂部分具有均勻的截面，長(zhǎng)約25mm(毫米)、直徑約6μm(微米)，并帶有短的錐形過(guò)渡區(qū)，每個(gè)過(guò)渡區(qū)約25mm長(zhǎng)。依照通常的耦合器制造技術(shù)，在耦合器的拉伸過(guò)程中，通過(guò)改變光焰的移動(dòng)距離，可以控制上述尺寸。論文“The Sbape of Fiber Tapers”(Journal of Lightwave Technology，Vol10，No4，1992年4月，432頁(yè)至438頁(yè))說(shuō)明了用上述技術(shù)來(lái)制造光纖，特別是說(shuō)明了對(duì)耦合區(qū)尺寸的控制。
所述收斂部分的截面基本上是圓形的，這就能在兩種光模式之間形成良好的重疊并具有重現(xiàn)性，從而與單個(gè)的錐形纖維的收斂部分相似(具有相同的諧振方程)。
上述收斂部分的截面沿耦合區(qū)的長(zhǎng)度基本上是均勻的。但是，也可以使用不均勻的收斂部分。例如，可以有意識(shí)地改變(例如穩(wěn)定地減小)耦合區(qū)的截面，以便增加或“降低”前述聲光器件的頻率靈敏度。
上述原型器件的極限衰減約為0.1dB，最大正交互耦合比為1∶400。
如上所述，利用帶有聚集器輻射件的PZT盤可使耦合器收斂部分內(nèi)出現(xiàn)撓性聲波，而所說(shuō)的PZT盤則由放大后的RF信號(hào)所驅(qū)動(dòng)。所述輻射件在耦合器的一端處按下列方式與成對(duì)的非錐形光纖相連上述聲波平面在耦合器內(nèi)與前述兩條光纖所共有的平面相重合。這種結(jié)構(gòu)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)即在聲波進(jìn)入錐形收斂部分時(shí)，聲強(qiáng)會(huì)被集中。
來(lái)自偏振HeNe(氦氖)激光的波長(zhǎng)為633nm的光線經(jīng)由通常的光線偏振控制器射進(jìn)耦合器的一條輸入光纖?？杀O(jiān)控從上述兩條輸出光纖射出的光強(qiáng)，同時(shí)，通過(guò)改變RF驅(qū)動(dòng)器的頻率而形成諧振。就所述的原型器件而言，形成用于1.851MHz聲頻的聲光諧振。
圖4是顯示光輸出與RF信號(hào)發(fā)生器電壓之間關(guān)系的曲線圖(在用所述電壓驅(qū)動(dòng)傳感器40之前，按為500的電壓增益系數(shù)放大所說(shuō)的電壓)。在圖4中，曲線400(實(shí)心圓)表示“通過(guò)的”光輸出(在與將光線傳給所述設(shè)備的光纖相同的光纖內(nèi)從上述設(shè)備中射出的光線)，曲線410(實(shí)心方塊)表示“耦合的”光輸出(從一條光纖通過(guò)所述器件耦合于另一條光纖的光線)。曲線400、410均涉及到一種輸入偏振狀態(tài)，曲線420(空心圓)和430(空心方塊)分別表示用于正交狀態(tài)的相應(yīng)輸出。
通過(guò)適當(dāng)?shù)钠窨刂?，上述原型器件可獲得超過(guò)99％的與第二光纖的聲光耦合。盡管上述原型器件中所使用的光纖之一不是單模式的，但是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，可按基波型傳導(dǎo)耦合光。最大耦合所需的RF強(qiáng)度低達(dá)1mW，這比前述頻率漂移器所需的RF強(qiáng)度低很多。所需聲強(qiáng)在理論上的下限為170nW。
通過(guò)將所述原型器件(取第二光纖的輸出)插入Mach-Zehnder干涉儀的一個(gè)支臂而測(cè)量該器件所提供的頻率漂移。用一布拉格元件使另一支臂內(nèi)的光線向上漂移(頻率漂移)80MHz?？捎肦F頻譜分析儀來(lái)檢測(cè)和監(jiān)控差拍信號(hào)。
圖5說(shuō)明了在上述器件輸出的光線與布拉格元件中向上漂移80MHz的光線之間所檢測(cè)到的差拍信號(hào)的頻譜。在82MHz附近可見(jiàn)到主差拍分量，它對(duì)應(yīng)于一定的頻率向下漂移量，此漂移量等于前述聲頻。在最低噪音的上方還可按載頻(80MHz)和鏡頻邊帶(78MHz附近)看到差拍分量。這些差拍分量約為30dB，在強(qiáng)度上低于所說(shuō)的主分量。盡管整個(gè)的光量下降，但是，在從用來(lái)進(jìn)行最大轉(zhuǎn)換的值開(kāi)始去減小驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，幾乎不會(huì)改變所述輸出的純度。正如所預(yù)料的那樣，來(lái)自第一光纖的輸出不會(huì)產(chǎn)生漂移。
為了測(cè)定上述器件作為濾光器的性能，使非偏振的白光射入輸入光纖，并將輸出提供給一光譜分析儀。圖6(通過(guò)光)和圖7(耦合光)說(shuō)明了就1.860MHz而言所獲得的規(guī)范化的功率頻譜。
正如需要節(jié)能所要求的那樣，圖6和圖7所示的頻譜是互補(bǔ)的，所說(shuō)的器件在通過(guò)路徑中起缺陷濾波器的作用，在耦合路徑中起帶通濾波器的作用。所述頻譜的三個(gè)峰值結(jié)構(gòu)據(jù)信是由第二模式的偏振性質(zhì)引起的。每個(gè)峰值的10nm的寬度大于3.5nm的預(yù)定寬度。耦合器收斂部分直徑0.02μm的縱向不均勻度足以引起這種現(xiàn)象。
換句話說(shuō)，圖6和圖7說(shuō)明了前述聲光器件起可調(diào)濾波器作用的方式。圖6和圖7中波峰和波谷(凹陷部分)的中心取決于起作用的聲頻。因此，可調(diào)濾波器包括一聲光器件，其傳感器由一變頻RF信號(hào)發(fā)生器所驅(qū)動(dòng)。
可直接將所述聲光器件用作頻率漂移器，因?yàn)?，在前述?shí)施例中，頻率漂移后的光線會(huì)從一專用的輸出端口中射出。如果接通和斷開(kāi)所說(shuō)的聲振動(dòng)，來(lái)自所述器件的相應(yīng)漂移和未漂移的輸出會(huì)有強(qiáng)度上的相應(yīng)變化(即該器件起一光開(kāi)關(guān)的作用)。如果對(duì)聲振動(dòng)進(jìn)行調(diào)制，則也會(huì)對(duì)器件的輸出進(jìn)行調(diào)制，因此，所述器件會(huì)起一光調(diào)制器的作用。
利用本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)使用一較為狹窄的耦合器收斂部分，可以產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz的頻率漂移。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇一對(duì)光纖，可精確地進(jìn)行通信波長(zhǎng)范圍內(nèi)的操作。例如通過(guò)在制造耦合器之前對(duì)一對(duì)相同的光纖中的一條或兩條進(jìn)行預(yù)處理(如前所述)，以便用該對(duì)明顯不同的光纖形成一空耦合器，可以制成帶有四個(gè)相同單模式端口的器件。也可用多條光纖而不是僅僅一對(duì)光纖來(lái)形成一多端口的熔接式錐形耦合器，并且，上述多條光纖可用于聲光器件的另一個(gè)實(shí)施例。
在本發(fā)明的實(shí)施例中不一定要使用空耦合器。例如，如果使用由相同光纖構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)2×2定向耦合器，所說(shuō)的聲振動(dòng)能使前述兩個(gè)輸出端口之間產(chǎn)生兩倍于該聲頻的振蕩輸出。由于在耦合區(qū)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生兩種傳輸模式。所以會(huì)出現(xiàn)上述調(diào)制效果；上述聲振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致所說(shuō)模式之間的快速能量傳遞，對(duì)上述兩種模式中的光線來(lái)說(shuō)，會(huì)有互補(bǔ)的頻率漂移(向上和向下)。然后，在這些頻率漂移后的輸出之間會(huì)出現(xiàn)瞬間差拍。
上述實(shí)施例使用了一聲傳感器以使得耦合區(qū)有空間上且為瞬間的周期性變動(dòng)。但是，也可以通過(guò)僅使耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變動(dòng)而獲得該耦合區(qū)內(nèi)傳輸模式之間能量傳遞。
圖8是一種用于在不使用瞬間周期性行進(jìn)聲波或靜止聲波的情況下使耦合區(qū)產(chǎn)生空間上周期性變動(dòng)的技術(shù)的概略圖。
在圖8中，上述耦合器的耦合區(qū)30定位于一對(duì)叉指式電極500、510的一側(cè)，而所說(shuō)的電極則與一可換向的dc(直流)電源的相反極性的端子相連。在耦合區(qū)的另一側(cè)(也就是說(shuō)，就圖8所示的器件而言在耦合區(qū)的下方)有一接地平面或者一對(duì)與電極500、510相似的互補(bǔ)的叉指式電極。圖9以側(cè)剖圖的形式概略地顯示了電極500、510、光纖耦合器的耦合區(qū)30以及另一對(duì)電極或接地平面520的相對(duì)位置。
對(duì)耦合區(qū)30進(jìn)行處理以使基本上永久的電荷或“駐極體”電荷作用于所說(shuō)的光纖。這種永久性電荷可以有任何一種極性。參考文獻(xiàn)“Optical Fibre eletretsobservation of electro-acoustic fransduction”說(shuō)明了如何使永久電荷作用于光纖，該文獻(xiàn)載于Electronics Letter 30，P1436，1994。
只要電極500、520及另外的電極或接地平面520與dc電源相連，它們就會(huì)沿耦合區(qū)30的長(zhǎng)度產(chǎn)生在空間上周期性但為瞬間的靜電場(chǎng)。此電場(chǎng)根據(jù)沿光纖每個(gè)點(diǎn)上的電場(chǎng)的極性吸引或者排斥部分光纖，因此，光纖會(huì)沿其長(zhǎng)度周期性地變形或起波紋。
電極500、510上配置有約為2mm的間隔530，間隔530位于每個(gè)電極的相鄰叉指元件之間。這就能使耦合區(qū)按基本上等于該電極間隔的周期產(chǎn)生周期性的橫向變形。僅通過(guò)對(duì)電極500、510加電就可開(kāi)始和停止上述變化。
在有上述周期性變化時(shí)，輸入光會(huì)從一種傳輸模式耦合進(jìn)另一種模式，因此，耦合器會(huì)起一電控光開(kāi)關(guān)的作用，從而在電極電壓的控制下使光線射向任何一個(gè)輸出端口。
用于圖8和圖9器件的參數(shù)集的一個(gè)實(shí)例如下耦合區(qū)的長(zhǎng)度(耦合器收斂部分或相互耦合長(zhǎng)度)50mm所使用的光波長(zhǎng) 633nm耦合區(qū)直徑(假定是基本均勻的) 20μm作用于電極500、510的電壓 110伏耦合區(qū)上的全部永久電荷 8.3×10-11庫(kù)侖上述數(shù)值假定前述器件在真空中工作，并且電極500、510盡可能地靠近光纖耦合區(qū)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，可以用例如激光進(jìn)行熱處理而使耦合區(qū)永久變形。所說(shuō)的熱處理是指沿耦合區(qū)使激光照射到規(guī)則間隔部位，從而有效地使部分耦合區(qū)彎曲，以便使耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化。上述結(jié)構(gòu)可提供這樣一種耦合器(即濾波器或倍減器)，這種耦合器具有進(jìn)入各個(gè)輸出端口的取決于頻率的輸出，但是，與前述聲學(xué)和靜電器件相比，所說(shuō)的輸出不會(huì)有瞬間的改變。
總之，本發(fā)明的實(shí)施例可提供低功率頻率移相器的簡(jiǎn)單且通用的結(jié)構(gòu)，可以很容易將該頻率移相器做成帶有四個(gè)單模式光纖端口。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及因上述耦合區(qū)的至少一部分在空間上的周期性變化而在所說(shuō)的傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的器件，其特征在于，所說(shuō)的能量傳遞裝置包括用于使前述耦合區(qū)的至少一部分產(chǎn)生聲振動(dòng)的裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所說(shuō)的聲振動(dòng)包括前述耦合區(qū)的撓性振動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的器件，其中，該器件包括一個(gè)或多個(gè)消聲固定塊，它們?cè)谶h(yuǎn)離前述耦合區(qū)的位置處安裝于光纖。
5.如權(quán)利要求2至4任何一個(gè)所述的器件，其中，所述光纖的至少一個(gè)的至少一部分具有消聲層。
6.如權(quán)利要求2至5任何一個(gè)所述的器件，其中，所述用于產(chǎn)生聲振動(dòng)的裝置包括一振動(dòng)傳感器，它可響應(yīng)作用于自身的電子振蕩信號(hào)而振動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的器件，其中，所述振動(dòng)傳感器是一壓電傳感器。
8.如權(quán)利要求6或7所述的器件，其中，上述振動(dòng)傳感器所產(chǎn)生的振動(dòng)在遠(yuǎn)離前述耦合區(qū)的連接區(qū)處作用于第一光纖和第二光纖。
9.如權(quán)利要求6至8任何一個(gè)所述的器件，其中，所述用于產(chǎn)生聲振動(dòng)的裝置包括一錐形傳輸件，它將所述傳感器與連接區(qū)連接起來(lái)。
10.如權(quán)利要求1所述的器件，其中所述耦合區(qū)的至少一部分上充有永久的電荷；以及所述能量傳遞裝置包括用于產(chǎn)生在空間上周期性變化的電場(chǎng)的裝置，該電場(chǎng)與上述永久電荷相互感應(yīng)以使耦合區(qū)的至少一部分產(chǎn)生空間上的周期性變化。
11.如權(quán)利要求10所述的器件，其中，所述用于產(chǎn)生電場(chǎng)的裝置包括至少一對(duì)可與電源相連的叉指式電極。
12.如權(quán)利要求11所述的器件，其中，所述用于產(chǎn)生電場(chǎng)的裝置包括一接地平面，該接地平面和所述一對(duì)叉指式電極設(shè)置在耦合區(qū)的相反的側(cè)面上。
13.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，所述耦合器是一熔接式光纖耦合器。
14.如權(quán)利要求13所述的器件，其中，在沒(méi)有前述空間上的周期性變化的情況下，不到一半的沿前述光纖之一傳導(dǎo)的光線會(huì)耦合進(jìn)另一條光纖。
15.如權(quán)利要求14所述的器件，其中，所述熔接式光纖耦合器是一熔接式錐形空耦合器，從而，在沒(méi)有前述空間上的周期性變化的情況下，基本上沒(méi)有沿前述光纖之一傳導(dǎo)的光線耦合進(jìn)另一條光纖。
16.如權(quán)利要求15所述的器件，其中，所述第一和第二光纖具有不同的截面面積。
17.如權(quán)利要求15或16所述的器件，其中，在制成耦合器之間對(duì)上述第一和第二光纖中的至少一條的至少一部分進(jìn)行預(yù)處理，這種預(yù)處理會(huì)改變所述耦合區(qū)的光學(xué)特性。
18.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，從前述第一和第二光纖之一射進(jìn)所述耦合區(qū)的光線會(huì)在該耦合區(qū)內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的傳輸模式，該模式與所說(shuō)的光纖有關(guān)。
19.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，按各傳輸模式在耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)的光線主要從耦合器與傳輸模式有關(guān)的相應(yīng)輸出端口中射出。
20.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，所述光纖中的至少一條是單模式光纖。
21.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，所述耦合區(qū)具有基本上均勻的截面直徑。
22.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，所述耦合區(qū)具有比上述第一或第二光纖窄的截面。
23.如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件，其中，所述耦合器是一2×2耦合器。
24.一聲光器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
25.一種光頻漂移器，包括如前述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的器件。
26.一種可調(diào)濾波器，包括如權(quán)利要求1至24所述的器件。
27.一種光開(kāi)關(guān)，包括如權(quán)利要求1至24所述的器件。
28.一種光調(diào)制器，包括如權(quán)利要求1至24所述的器件。
29.一種制造聲光器件的方法，該方法包括下列步驟制造一種光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及提供用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
30.一種制造聲光器件的方法，該方法包括下列步驟制造一種光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
31.一種以聲光方式使光線產(chǎn)生頻率漂移的方法，該方法包括下列步驟使光線射進(jìn)光纖定向耦合器，該耦合器帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生聲振動(dòng)以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
32.一種進(jìn)行光轉(zhuǎn)換的方法，該方法包括下列步驟使光線射進(jìn)光纖定向耦合器，該耦合器帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)，按每種模式傳導(dǎo)的光線會(huì)至少主要地從前述耦合器的相應(yīng)輸出端口中射出；以及使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞。
33.一種光開(kāi)關(guān)，該開(kāi)關(guān)包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條第一光纖，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)處耦合于一條第二光纖，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)，按每種模式傳導(dǎo)的光線會(huì)至少主要地從前述耦合器的相應(yīng)輸出端口中射出；以及用于使至少一部分耦合區(qū)產(chǎn)生空間上的周期性變化以便在上述傳輸模式之間進(jìn)行能量傳遞的裝置。
全文摘要
一種光學(xué)器件，該器件包括一光纖定向耦合器，它帶有至少一條光纖(10)，此光纖以光學(xué)的方式在耦合區(qū)(30)處耦合于一條第二光纖(20)，以便光線可按至少兩種可能的電磁傳輸模式在上述耦合區(qū)內(nèi)傳導(dǎo)；以及，通過(guò)至少一部分耦合區(qū)在空間上的周期性變化(例如撓性聲振動(dòng)或由一對(duì)叉指式電極產(chǎn)生的電場(chǎng))而在前述模式之間傳遞能量的裝置(40、50、60)。
文檔編號(hào)G02F1/01GK1145669SQ9519249
公開(kāi)日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1995年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月18日
發(fā)明者P·S·J·拉塞爾, T·A·伯克斯, C·N·彭奈爾 申請(qǐng)人:南安普敦大學(xué)