专利名称：利用肌肉导线的宽调谐光纤布喇格光栅滤光器(ebgf)的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学网络元件，更具体地说，涉及具有宽调谐范围的光纤布喇格光栅滤光器(FBGF)及利用形状记忆合金制造光纤布喇格光栅滤光器的方法。
随着网络面对带宽要求的日益增加，以及现存光纤设备中光纤可用性的日益减少，网络提供商正转向一种称为光学网络的新网络技术。光学网络是由光学和光电技术及组件构成的高容量电信网络，并且除了波长级的信号路由选择，修整和恢复之后，还提供基于波长的服务。以完全在传送网络中的光域中运行的所谓的光学层的出现为基础的这些网络，不仅能够支持异常大的容量(高到每秒兆兆位(Tbps))，而且还可降低诸如因特网、交互式视频点播和多媒体，以及先进的数字服务之类带宽紧张的应用的费用。
在成功地部署光学网络所必需的几种关键技术中，有两种技术特别重要密集波分复用(DWDM)和掺铒光纤放大器(EDFA)。DWDM是一种光纤传输技术，它是不考虑各种有效负载的位速率和格式，简化光学层上各种有效负载的传输所需的关键部分。通过首先把输入的光学信号分配给指定的频带内的特定波长(即间隔亚纳米间距的信道)，随后在单个光纤上多路传输输出合成信号，DWDM增大了嵌入光纤的容量。由于输入信号不在光学层被终止，因此接口与位速率和格式无关，从而允许服务/网络提供商把DWDM技术和网络中的现有设备结合起来。
通过利用DWDM组合各种光学信号，可成组地放大并通过单个光纤传送组合的光学信号，从而低成本地增大了容量。传输的每个信号可处于不同的速率(例如，光载波(OC)-3,OC-12,OC-48等)和具有不同的格式(例如，同步光学网络(SONET)及其伴随同步数字分层结构(SDH)，异步传输模式(ATM)，网际协议(IP)数据等)。
DWDM技术中的当前进展使得能够利用亚纳米间距，通过光纤多路复用大量的波长。例如，在1550nm附近工作的多路复用光学信号中，可具有多达32个间距100GHz(等于0.8nm)的信道或载波。相反，一些标准化的“粗”波长分离包括均位于1550nm附近的200GHz间距(1.6nm)和400GHz间距(3.2nm)。
光学放大器领域中也正在产生一些进展，光学放大器在频谱的特定频带内工作，并放大光波信号，以扩展光波信号可达到的距离，而不致把光波信号转换回电波信号的形式。为了光学放大多路传输信号的单个波长，光学放大器必须具有在DWDM信号带宽的整个范围内延续的增益带通。例如，对于1550nm频带附近的间距为0.8nm的32个信道来说，信号带宽约为26nm，从而，光学放大器的光谱增益轮廓应至少覆盖本范围。诸如EDFA-其增益轮廓无为30～50nm-之类的先进光学放大器目前正用在使用DWDM传输技术的光学网络中。
本领域的技术人员易于认识到，为了在光学网络中完全实现诸如DWDM技术和EDFA之类先进科技的益处，分离多路传输光学信号中的单个波长的能力是至关重要的，因为这些波长通常需要被送到位于传输尽头的单个检测器处。虽然目前各种光学过滤技术可用于实现该目的，但是就目前的技术解决方案的水平而言，还存在一些缺点和不足。
例如，使用干涉滤光器和Fabry-Perot滤光器的波长分离器通常具有较低的分辨率，使波长分离器变得不适用于目前的DWDM技术的亚纳米间距。此外，这些滤光器不具有以可行的方式，获得不同程度的可调性，即利用同一滤光器选择不同波长的能力所需的足够快的响应时间。
由光纤布喇格光栅制成的滤光器表现出极好的分辨率特征。但是，目前的实现，例如，声-光光纤布喇格光栅和压电布喇格光栅，只允许在几纳米(近似于约5或6个信道)的范围内调谐。显然，这种调谐范围不足以覆盖上面所述的先进的DWDM系统的信道带宽。
基于上面所述，显然非常需要一种提供用于在现今的DWDM系统中的大量可用信道内，选择波长的宽调谐范围的滤光器解决方案。另外，最好具有较窄的光学通带(对于选择的波长而言)，以便能够更精确地调整到特定的波长，而不致存在光学交叉干扰效应。另外，最好提供在至少与目前的光学网络中使用的先进EDFA的增益轮廓同域的范围内调谐的能力。本发明提供了这样的解决方案。
因此，本发明的一个目的在于一种具有宽响应范围的可调滤光器。该滤光器包括选定长度的用于传导光学信号的光纤，其中为了反射具有布喇格共振波长的反射光学信号，包含了具有预定的折射率周期(即栅距)的布喇格光栅。使激励器与光纤结合，用于通过改变光纤的长度，改变折射率的周期。为了通过监测与反射的光学信号相联系的一个相关光学或电学参数(或者多个参数)，控制激励器，包含了闭环控制器。
在一个例证实施例中，激励器包括长度和直径与光纤元件的长度和直径基本相同的多个形状记忆合金(SMA)元件。在一个目前的优选实现中，六个SMA元件呈六角构形(“六角堆积”)布置在光纤元件的周围，以致SMA元件的端部与光纤元件的端部结合在一起。另外还包括了作为激励器结构一部分的电流或热源，向SMA元件提供可控的能量输入(电流或热量)，当收到能量时，SMA元件压缩。由于SMA元件长度方面的收缩，光纤元件的长度也被压缩。因此，光纤布喇格光栅元件的栅距也被缩短。布喇格共振波长-和反射光学信号的波长匹配-和栅距的变化相一致地调整到调谐范围的较短一端。
另一方面，本发明的目的在于一种利用预定栅距的光纤布喇格光栅元件，制造宽调谐范围滤光器的方法。最好，使选定长度和直径的单模光纤受到相干UV辐射的作用。从而沿单模光纤的长度方向，产生UV辐射的干涉图案，其中干涉条纹图案的周期性匹配所需的栅距。UV光和光纤之间的相互作用产生光纤折射率方面的周期性改变，从而该周期性改变空间对应于干涉条纹图案的周期性。
之后，把长度和直径与光纤(具有如前所述“写入”其中的布喇格光栅)的长度和直径基本相同的多个SMA元件，纵向布置在光纤的周围，以致SMA元件的端部与光纤的端部结合在一起。在本发明的一个优选例证实施例中，呈环绕光纤的六角构形布置六个SMA元件。使电流或热源与SMA元件耦接，向SMA元件提供能量。使闭环控制器与电流/热源相连，调整供给SMA元件的能量数量。通过控制能量的数量，改变布喇格栅距，从而反射的光学信号调整到适当的波长。
结合附图，参考下面的详细说明，可更完整地理解本发明
图1A描绘了布置在光学耦合器结构中的光纤布喇格光栅(FBG)元件，该图举例说明了FBG元件的波长选择特性；图1B描绘了与图1A中所示的FBG元件相关的信号光谱；图2A描绘了根据本发明的教导提供的宽调谐范围FBG滤光器(FBGF)的例证实施例的功能方框图；图2B描绘了本发明的利用至少一个形状记忆合金(SMA)元件的宽调谐范围FBGF的例证实施例；图2C描绘了本发明的利用至少一个SMA元件的宽调谐范围FBGF的另一例证实施例；图3描绘了控制本发明的宽调谐范围FBGF的波长选择特性的例证闭环结构；图4A描绘了目前优选的，用于根据本发明的教导制造宽调谐范围FBGF的六角构形的例证实施例，该六角构形具有围绕着FBG元件的六个SMA元件；图4B描绘了具有六个SMA元件的六角构形的另一目前优选例证附图中，相同或相似的部件由相同的附图标记表示，所描绘的各个部件不必按比例描绘。现在参见图1，图中描绘的是布置在光耦合器结构中的光纤布喇格光栅(FBG)元件102，光耦合器结构举例说明了FBG元件102的波长选择特性。众所周知，光纤布喇格光栅是具有选定长度的一段光纤，该段光纤已被修改成具有沿长度方向周期性变化的折射率。折射率的这种空间周期性通常被称为光栅栅距。根据变化之间的间距(即栅距)，某一频率的光线-布喇格共振波长-被反射回去，而所有其它波长的光通过光纤。
图1中所示的光耦合器结构中举例说明了四个端口两个输入端口，端口A 104A和端口D 104D，两个输出端口，端口B 104B和端口C 104C。在这里描述的光耦合器结构中，一般可获得两个输入端口之间，即端口A和端口D之间，以及两个输出端口之间，即端口B和端口C之间的高度光学分离。例如，在两个输出端口之间维持约50dB的能量差。
具有四个波长，λ1-λ4的多路传输光学信号以输入信号106的形式被提供给输入端口A 104A。在该例证方案中，可借助常规装置光学端接端口B 104B，以至端口C 104C起这些波长的输出端口的作用。当多路传输光学信号通过FBG元件102时，选定波长-对应于布喇格共振波长的波长-的光学信号被反射回光学隔离的端口D。举例来说，该反射信号108的波长为λ2。剩余波长λ1,λ3和λ4在输出端口C104作为输出信号110被传输。
图1B描绘了与在上面描述的例证FBG结构中传输和反射的光学信号相关的光谱。附图标记112A指的是具有位于1546.5nm附近的波峰116的反射信号108的光谱。即在该例中，FBG元件102的布喇格共振波长被规定为在该波长附近。附图标记112B指的是传输信号110的光谱，并包括位于与反射信号108的波峰116的波长(λ2)相对应的波长处的凹槽114。
根据至此的参考说明，本领域中的技术人员将认识到FBG元件102的特定波长传输特性可用于实现适于从多路传输光学载波信号，例如，具有多达32个或更多信道的DWDM光学信号中选择不同波长的滤光器。但是，如本专利申请的背景技术部分中所述，使用FBG元件的常规滤光器的缺陷是只能在约几纳米(即约5或6个信道)的较窄频带内调谐。
现在参见图2A，图中描绘了根据本发明的教导提供的具有宽调谐范围的滤光器213的功能方框图。选定物理尺寸，即长度(1)和直径(d)的FBG元件204与激励器201耦合，从而以一种可控的方式改变FBG元件的长度。最好，激励器201启动，以压缩并缩短FBG元件204，从而相应地压缩FBG元件的栅距(即，光纤的折射率的空间周期性)。从而相应地改变与FBG元件相关的布喇格共振波长，以致反射波朝着滤光器213的可调范围的较短一端调谐(即更高的频率，因为c=fλ，这里c是光速，f是频率，λ是波长)。之后，可利用诸如环行器203之类的常规光学元件分离反射波，以便以来自于滤光器的过滤信号输出207的形式提供反射信号(具有为λk的波长)。从而，输入的多路传输光学信号205的多个波长λi，i=1～N被单独地选择，并且未被选择的波长可以传输信号209(波长为λj,j=1～N，并且j≠k)的形式被传输给后续的光学阶段。
继续参见图2A，最好用闭环控制208调制影响FBG元件204的长度的激励器的响应，以便可把滤光器213调谐到输入波长的某一特定波长。因此从过滤后的信号输出207形成反馈路径211，其中与过滤信号相关的一个或多个适当参数被提供给控制系统208。本领域的技术人员应认识到在出于闭环反馈目的而抽取相关参数之前，可利用已知的光电子学适当地处理过滤信号。
图2B描绘了本发明的例证宽调谐范围FBG滤光器(FBGF)，其中至少一个形状记忆合金(SMA)元件202被提供为用于改变FBG元件204的长度的激励器。由SMA材料制成的导线一般称为“肌肉导线(muscle wire)”，例证的SMA元件202由最好匹配FBG元件204的尺寸的选定物理尺寸(即长度和直径)的肌肉导线构成。
众所周知，当受热时，肌肉导线能够产生巨大的力，伴随约5％～8％的长度变化。根据本发明的教导，该性质可用于改变FBG元件204的长度，从而改变光纤的折射率的空间周期。如上面更详细陈述的一样，折射率空间周期的这种变化导致FBG元件的布喇格共振波长方面的相应变化。例如，5％的长度变化导致典型的FBG元件的1550nm布喇格共振波长方面5％的变化。即在使用1550nm信号的光学网络中，通过实践本发明，可方便地获得约77.5nm的调谐范围。本领域的技术人员应认识到该调谐范围可容易地容纳具有32个信道，信道间距为100GHz(等于0.8nm)的DWDM光学信号，因为总的信道宽度仅约为26nm，正好在该范围内。此外，根据本发明的教导提供的滤光器的调谐范围还优于目前的掺铒光纤放大器(EDFA)的增益轮廓(profile)，该增益轮廓以1550nm为中心，在约30～50nm的范围之内。
在图2B中图解说明的例证实施例中，沿FBG元件204的长度方向纵向布置SMA元件202，以致SMA元件的端部与FBG元件的相应端部结合。从而，这里举例说明了结合接触点210和212。但是，本领域的技术人员应认识到沿长度方向，可在FBG元件204和SMA元件202之间形成几个这样的不连续结合接触点或者单个连续结合。
为了当SMA元件收缩时，实现FBG元件的长度压缩，最好提供SMA元件202和FBG元件204之间的结合。电流源206用于通过与SMA元件的端部相连的导线217和219，向SMA元件202提供电流。当施加电力时，由于其电阻性质，SMA元件202发热，从而长度收缩。通过适当地控制施加给SMA元件202的电流量，与电流源206耦合的闭环控制器208随后可用于调整FBG元件204的反射波长。
在某些备选实现中，可把FBG元件204和SMA元件202紧密地装入适当的管状结构或多个“锁紧”环中，以便传送由SMA元件的自身电阻加热引起的长度变形。显然，在这样的实现中，SMA元件202和FBG元件204之间的结合不是必需的。
现在参见图2C，图中图解说明了宽调谐范围FBGF的另一例证实施例。本领域的技术人员应容易认识到代替加热电流源，本实施例中提供了用于加热SMA元件202的热源214(例如，珀尔帖-冷却装置中的炉子)。结合在一起或者在管子中紧密耦合的FBG/SMA组合物被恰当地布置在与热源214有关的加热箱中，从而通过恰当地利用与热源214耦合的闭环控制器208，以可控的方式把热能216施加给SMA元件。从而，实现用于波长调谐的FBG元件204的布喇格共振波长的特定变化。
图3描绘了用于控制本发明的宽范围可调FBGF的波长选择特性的例证反馈控制结构。通过比较基准输入223(可以是基准波长λREF或者特定于信道的一些其它相关光学/电子参数)和对应于由FBG/SMA组合物220过滤的选择波长λs的输出225，产生控制信号221。控制信号221被提供给电流/热源206/214，以便适当地调整提供给FBG/SMA组合物220的能量。
显然图3中描绘的反馈控制结构只是用于举例说明。因此，这里没有表示出诸如环形器，光电接口之类的其它光电组件。
图4描绘了FBG/SMA组合物402A的目前优选例证实施例，其中六个SMA元件406A-406F呈六角形(“六角堆积(hex-pack)”)布置在FBG元件408周围。六角堆积FBG/SMA组合物402A被装入管子404中，以便提供FBG元件408和SMA元件406A-406F之间的“结合”或“耦合”，从而依据SMA元件的适当加热，实现FBG元件的长度收缩。虽然图中表示出了FBG元件408和SMA元件406A-406F之间的结合触点，例如触点407，但是显然在本例证六角堆积FBG/SMA组合物中，这种结合触点不是必需的。
在图4B中描绘的例证六角包装FBG/SMA组合物402B中，没有提供用于围绕FBG元件408固定SMA元件的外部管道，因此，为了把SMA元件中产生的收缩力传给中心的FBG元件，结合触点(例如触点407)是必不可少的。如这里举例说明的一样，这种结合触点可布置在六角堆积FBG/SMA组合物402B的端部，或者可布置在沿长度方向的几个地点上。
图4C和4D描绘了用作本发明的宽范围可调滤光器中的FBG元件的两种例证光纤。虽然也举例说明了具有较宽芯线414B(直径约50μm或62.5μm)的多模光纤410B，不过目前优选具有由履层412A环绕的较窄芯线414A(直径约8～10μm)的单模光纤410A(直径约125μm)。
现在参见图5，图中描绘的是制造本发明的宽范围滤光器所涉及的各个步骤的流程图。在提供具有选定的布喇格共振波长和预定尺寸(即长度和直径)的光纤布喇格光栅元件(步骤502)之后，通过接合，或者通过装入管子，圆环等方式，使至少一个物理尺寸相称的SMA元件与FBG元件耦合(步骤504)。使热源或电流源与FBG/SMA组合物耦接(步骤506)，以便提供能量。最好，使闭环控制器与热/电流源耦接，以便把数量可控的能量提供给FBG/SMA组合物，以便调整反射信号的波长。
图6是举例说明提供供本发明的宽范围可调滤光器使用的适当FBG元件(步骤502)所涉及的各个步骤的流程图。最好，使用预定长度的单模光纤制造FBG元件(步骤602)。使光纤受到相干UV光的作用(步骤604)，其中沿光纤的长度方向产生干涉图案，以致干涉条纹图案的间距和多路传输的光学信号的信道间距相匹配(步骤606)。即，如果在具有多个波长的多路传输信号中形成0.8nm的信道间距，则最好也提供0.8nm左右的干涉图案间距。由于UV光和光纤之间的相互作用，干涉图案确定光纤折射率的空间周期性(步骤608)。因此，布喇格光栅被“写入”光纤中，形成具有指定布喇格共振波长的光学元件。
图7描绘了例证性的DWDM光学网络700，这里可采用本发明的宽范围可调滤光器710。光学网络部分714(例如，长距离网络，区域网络等)包括在同一光纤上多路复用几个光学信号(例如，706A～706N)的DWDM系统702，其中每个信号-它可携带具有特定位速率的单独有效负载-被分配一个特定的波长(即信道)。例如，这里举例说明了多个OC-12,OC-48,OC-192信号。
为了补偿网络部分714中的传输损耗，包含了具有适当增益轮廓的光学放大器，例如放大器704A和704B。当接收多路复用的信号时，滤光器710分离单个波长，并把信号提供给接入网络，例如网络712A～712M。本领域的技术人员应认识到宽范围可调滤光器710也可具体化为与各种接入网络耦接的SONET环上的可调光学Add/Drop多路复用器。
根据上述详细说明，显然本发明提供了一种费用低并且易于制造的滤光器解决方案，它克服现今的光学网络中使用的常规滤光器的缺点和不足。按照本发明的教导提供的可调滤光器表现出宽的带宽性能，在利用诸如DWDM技术和EDFA之类的先进技术的益处方面，宽的带宽性能是非常合乎需要的，诸如DWDM技术和EDFA之类的先进技术是未来的所有光学网络(AONF)和“深光纤”网络结构中所必需的。除了具有宽的调谐范围外，本发明的滤光器提供具有归因于传输波长中的窄凹槽的锐截止的较窄光学通带，从而确保在波长选择过程中，几乎不存在跨信道干涉。
此外，根据上述详细说明，本发明的操作和结构将是显而易见的。虽然所示和所描述的方法和设备被表征为本发明的优选方法和设备，但是易于理解，在不脱离如下列权利要求所述的本发明范围的情况下，可以做出各种改变和修改。例如，已知几种具有适用于本发明目的的转变温度和训练(training)温度的SMA材料(例如，镍钛诺)，于是，所有这样的合金可用于按照本发明所述的方法制造宽范围可调滤光器。另外，本领域的技术人员易于认识到，在制造本发明的宽范围可调滤光器过程中，几种结合/耦接技术可用于把一个FBG元件装入多个SMA元件中(带有或不带有外壳)，因此，可利用所有这种技术实践本发明。
另外，虽然举例说明了适合于1550nm信号的光纤(这里传输损耗约为0.25dB/km)的应用，但是显然用于1310nm信号的光纤(具有约0.5dB/km的传输损耗)也可用于按照本发明所述的方法制造滤光器。此外，可利用任何已知的或迄今未知的反馈控制技术实践本发明，以便控制提供给数目可能发生较大变化的SMA元件的能量输入。此外，通过使本发明的滤光器与活性媒体结合，则可提供可调波长光源。因此，所有这些众多改变，替代，添加，组合，扩展等被认为在本发明的范围之内，本发明的范围只由所附的权利要求限定。
权利要求
1．一种可调滤光器，包括具有选定长度的用于传导光学信号的光纤，所述光纤包括具有预定的折射率周期，用于反射具有选定波长的多个反射光学信号的布喇格光栅；与所述光纤耦接的激励器，用于通过改变所述光纤的长度，从而改变所述预定的折射率周期；通过监测与所述多个反射光学信号相关的参数，来控制所述激励器的闭环控制器。
2．按照权利要求1所述的可调滤光器，其中所述激励器包括长度与所述光纤的长度基本相同的至少一个形状记忆合金(SMA)元件；和一个加热装置，用于向所述至少一个SMA元件提供可控数量的热量，以导致所述至少一个SMA元件的长度变化，从而产生所述光纤长度的相应变化。
3．按照权利要求1所述的可调滤光器，其中所述激励器包括长度与所述光纤的长度基本相同的至少一个形状记忆合金(SMA)元件；和一个电流源，用于向所述至少一个SMA元件提供可控数量的电流，以导致所述至少一个SMA元件的长度变化，从而产生所述光纤长度的相应变化。
4．按照权利要求1所述的可调滤光器，其中所述激励器包括呈六角构形布置在所述光纤周围的六个形状记忆合金(SMA)元件，每个SMA元件的长度与所述光纤的长度基本相同；和一个加热装置，用于向所述SMA元件提供可控数量的热量，以导致所述SMA元件的长度变化，从而产生所述光纤长度的相应变化。
5．按照权利要求4所述的可调滤光器，其中每个所述SMA元件被结合到所述光纤上。
6．按照权利要求4所述的可调滤光器，其中所述六角构形被装入管子中。
7．按照权利要求4所述的可调滤光器，其中所述光纤的长度约为3～36英寸，并包括单模光纤。
8．按照权利要求4所述的可调滤光器，其中所述光纤包括多模光纤。
9．按照权利要求1所述的可调滤光器，其中所述激励器包括呈六角构形布置在所述光纤周围的六个形状记忆合金(SMA)元件，每个SMA元件的长度与所述光纤的长度基本相同；和一个电流源，用于向所述SMA元件提供可控数量的电流，导致所述SMA元件的长度变化，从而产生所述光纤长度的相应变化。
10．按照权利要求9所述的可调滤光器，其中每个所述SMA元件被结合到所述光纤上。
11．按照权利要求9所述的可调滤光器，其中所述六角构形被装入管子中。
12．按照权利要求9所述的可调滤光器，其中所述光纤的长度约为3～36英寸，并包括单模光纤。
13．按照权利要求9所述的可调滤光器，其中所述光纤包括多模光纤。
14．一种具有可变调谐范围的滤光器，包括具有选定长度和选定直径的用于传导光学信号的光纤，所述光纤包括具有预定栅距的布喇格光栅，用于反射具有选定波长的多个反射光学信号；呈纵向构形布置在所述光纤周围的多个形状记忆合金(SMA)元件，每个SMA元件的长度和直径与所述光纤的长度和直径基本相同，其中所述SMA元件的端部与所述光纤的端部结合在一起；和一个电流源，用于向所述SMA元件提供可控数量的电流，以导致所述SMA元件的长度变化，从而产生所述光纤长度的相应变化，所述光纤的长度中的所述相应变化导致所述布喇格光栅的栅距的改变，从而所述多个反射光学信号调谐到不同的波长。
15．按照权利要求14所述的具有可变调谐范围的滤光器，其中所述多个SMA元件包括呈六角构形围绕所述光纤布置的六个SMA元件。
16．按照权利要求15所述的具有可变调谐范围的滤光器，其中所述光纤包括最适合于1550nm左右的单模光纤。
17．按照权利要求15所述的具有可变调谐范围的滤光器，其中所述光纤包括最适合于1310nm左右的单模光纤。
18．按照权利要求15所述的具有可变调谐范围的滤光器，其中所述光纤包括最适合于1550nm左右的多模光纤。
19．按照权利要求15所述的具有可变调谐范围的滤光器，其中所述光纤包括最适合于1310nm左右的多模光纤。
20．一种可调滤光器的制造方法，包括下述步骤提供选定长度和选定直径的光纤布喇格光栅元件；把多个形状记忆合金(SMA)元件与所述光纤布喇格光栅元件结合在一起，每个SMA元件的长度和直径与所述光纤布喇格光栅元件的长度和直径基本相同，从而沿所述光纤布喇格光栅元件的长度方向，纵向布置所述SMA元件，并使所述SMA元件的端部连接在所述光纤布喇格光栅元件的端部上；和使电流源与所述多个SMA元件耦接，其中所述电流源呈具有由所述光纤布喇格光栅元件提供的输出的闭环控制结构，以便把可控数量的电流提供给所述SMA元件，引起所述SMA元件长度方面的变化，从而实现所述光纤布喇格光栅元件长度方面的相应变化。
21．按照权利要求20所述的可调滤光器制造方法，其中所述多个SMA元件包括呈六角构形围绕所述光纤布喇格光栅元件的6个SMA元件。
22．按照权利要求21所述的可调滤光器制造方法，其中提供光纤喇格光栅元件的所述步骤包括下述步骤使所述选定长度和直径的单模光纤受到相干紫外线辐射的作用；沿所述单模光纤的长度方向，产生具有周期性间距的干涉图案；和产生所述单模光纤的折射率方面的周期性改变，所述周期性改变在空间上对应于沿所述单模光纤的长度方向上的所述干涉图案的所述周期性间距。
23．一种可调滤光器的制造方法，包括下述步骤提供选定长度和选定直径的光纤布喇格光栅元件；把多个形状记忆合金(SMA)元件与所述光纤布喇格光栅元件结合在一起，每个SMA元件的长度和直径与所述光纤布喇格光栅元件的长度和直径基本相同，从而沿所述光纤布喇格光栅元件的长度方向，纵向布置所述SMA元件，并使所述SMA元件的端部连接在所述光纤布喇格光栅元件的端部上；和使热源与所述多个SMA元件热耦接，其中所述热源呈具有由所述光纤布喇格光栅元件提供的输出的闭环控制结构，以便把可控数量的热量提供给所述SMA元件，引起所述SMA元件长度的变化，从而实现所述光纤布喇格光栅元件长度的相应变化。
24．按照权利要求23所述的可调滤光器制造方法，其中所述多个SMA元件包括呈六角构形围绕所述光纤布喇格光栅元件的6个SMA元件。
25．按照权利要求24所述的可调滤光器制造方法，其中提供光纤喇格光栅元件的所述步骤包括下述步骤使所述选定长度和直径的单模光纤受到相干紫外线辐射的作用；沿所述单模光纤的长度方向，产生具有周期性间距的干涉图案；和产生所述单模光纤的折射率方面的周期性改变，所述周期性改变在空间上对应于沿所述单模光纤的长度方向上的所述干涉图案的所述周期性间距。
全文摘要
一种具有宽调谐范围的滤光器及其制造方法。使具有选定栅距的光纤布喇格光栅元件与诸如形状记忆合金之类的多个激励元件结合。包括了用于提供可控数量的电流或热量的电流源或热源,以便引起激励元件的长度变化。从而相应地改变光纤布喇格光栅元件的长度。栅距被相应地改变,从而导致光栅的布喇格共振波长的改变。从而,选自输入的多路传输光学信号的反射光学信号调到一个不同的波长。
文档编号G02B6/00GK1301974SQ0013700
公开日2001年7月4日 申请日期2000年12月27日 优先权日1999年12月28日
发明者劳伦斯·E·福尔泽 申请人:美国阿尔卡塔尔资源有限合伙公司