专利名称：振幅可调滤光器的制作方法
技术领域：
光波导纤芯层和包层之间的光耦合影响着波导的光谱传输特性。外部控制可以调整耦合参数，以改变或“调谐”传输特性。
背景技术：
光谱传输特性受下列因素的影响波导(例如，光纤)材料和几何形状；包括路由器、滤光器和放大器的在线式光学器件；环境因素；以及信号本身的各种互作用。光放大器经常在光谱工作范围内产生明显不等的增益，并与包括薄膜、长周期光栅和光纤布拉格光栅在内的增益平坦滤光器配对，以保持所想要的光谱特性。
有时需要在系统水平上附加增益平坦，特别在海底应用中。链接在一起的放大器的增益起伏以及在线式系统反常现象累积并产生了系统脉动，它们也能被其它的增益平坦滤光器所缓和。这些滤光器具有能与特殊系统要求相匹配的固定光谱响应。但是，一些系统范围内的变化以及其它局部更明显的变化会随时间而不同。改变环境条件和系统干扰，包括系统的老化，能够以瞬态且不可预料的方式改变系统的光谱传输曲线。需要对光谱进行动态调谐，来保持系统的稳定性。
可调滤光器，特别是可调谐布拉格光栅，可以通过沿光谱移动的光谱响应来获得。在诸如压缩或应力等外力控制下，通过改变周期可以调谐滤光器光栅。但是，随时间变化的系统光谱传输特性不容易通过移动窄的衰减带来抵消。特别是沿光谱具有小间隔的信号，移动衰减带会干扰邻近的信号。某些短周期光栅通过反射衰减光谱带，这就需要增加的系统复杂性来适应或消除反射光。
发明内容
按照我们的发明，用定标滤光器的响应而不是移动在波长上的响应来给出改变的调谐潜在能力。在预定的波长范畴之内，被衰减光谱带的全部振幅能被增加或减小而不显著地改变放衰减带的中心波长。该带能被耗散所衰减而不是反射，而我们的新的振幅可调滤光器能与其它可调的或无源的滤光器组合起来以提供较广的系统响应或个别的来调节不同信道的传输特性。
我们较佳的实施例依靠具有对动态调节有优点的一个特殊的耦合机构，直到现在它一直被忽视的，长周期光栅，锥形通路，和其它的故障能沿着光波导被用来把来自纤芯的光耦合到周围的包层中，围绕包层的周围条件影响包层的模式。
例如，一篇刊于光学通讯，22卷23期，1997年12月1日，题为“Displacements of the resonant peaks of a long-period fiber grating induced by achange of ambient refractive index”Optical Letters Vol.22，No23，December1，1997)讨论了长周期光栅的在包层周围与具有不同的周围折射率的介质效应。在低于包层的折射率时，包层模式衰减带朝较低的波长方向移动，并当周围折射率接近包层折射率时，在振幅上有所减小。因为包层模式不再被导引，所以在周围折射率与包层折射率匹配时，衰减带基本上消失。在包层的折射率之上时，衰减带再度出现，且随同在周围折射率的进一步增加而在振幅上有所增加，但在波长上没有移动。我们在我们的新振幅可调滤光器的几个较佳实施例中发挥了这后面的光谱耦合特点。
我们的振幅可调滤光器的像这样的实施例具有包括纤芯和包层的波导，它沿着纤芯导引具有一个波长范围的光束。一耦合器从纤芯至少耦合波长中的一个带到包层。一耦合器从纤芯至少耦合波长中的一个带到包层。一外包层至少覆盖包层的一部分，并呈现出其折射率较高于包层的折射率。另外，外包层的折射率易受外部控制而变化的。为这个用途的一种控制器在一个高于包层折射率的范围内调节外包层的折射率，来改变包层耦合的波长带的振幅，而不会有该带的中心波长的显著移动。
这耦合器较佳的是沿着波导线形成的长周期光栅，但也可以是锥形的或桥式滤光器，溶质的光纤器件，或把纤芯传输耦合到包层模式的其它结构。耦合器沿着波导的位置，被放在由外包层所覆盖的区域之内并较佳的是被无热变化以阻止作为波导温度函数的耦合带的中央波长的移动。相反，外包层较佳的是呈现出随温度的函数而显著地变化的折射率。在一较佳的实施例中，外包层是一种包含有机物的具有负的dn/dT的光学材料。外包层的一个特殊的较佳实施例是一种无机-有机的混合材料，称之为混合溶胶凝胶材料，它具有基本上高于典型的石英包层的折射率(例如，1.47-1.55)，和折射率对温度的变化率(dn/dT)约为-3×10-4。混合材料较佳的是包括含有硅和氧原子的扩展基体，至少有一些硅原子直接与替代或未替代碳氢化合物的组成部分键合。在固体的形式中，混合材料对在纤芯和包层下面的层面提供结构的支承和保护，同时也能为保护光栅性能而被制成抗弯曲的。
控制器较佳的是操作一台温度调节器，它调节外包层的温度以在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率。例如，温度调节器可以被做成与外包层热接触的电阻加热器。其它的加热器或冷却器也能用来产生一个在包层中的所想要的温度变化范围。这个范围对应于外包层折射率高于包层的范围。
我们的发明也能被描述为调节光束被耦合波长的包层模式的振幅而不会有光束被耦合波长的显著移动的一个系统。调节是由修改在纤芯和包层之间的耦合来完成的，它包芯带有具有折射率高于包层折射率的外层层。外包层的折射率受到随外部控制的函数而改变，这个外部控制被准备在一个高于包层折射率的折射率范围内来改变外包层折射率的。
基准的系统范围光谱响应较佳的是由无源滤光器的组合来提供。系统响应偏离基准的变化被一个或几个可调振幅滤波器抵消。较佳的是，一些振幅可调滤光器与无源滤光器链接成行，以产生一个组合的光谱响应。每一个振幅可调滤光器较佳的是衰减系统光谱的基本上是单一的带。被衰减带的振幅能被个别地调整到能维持所想要的光谱传输特性。
附图简述
图1是包括由外包层包围的无热变化光纤光栅与热调节器的我们的振幅可调滤光器的轴向剖面图。
图2是取自沿图1中的2-2线的滤光器的横截面图。
图3A-3D可能的滤光器响应与在一个高于在下面的包层折射率范围内不同的外包层折射率的效果的比较图。
图4是在波长的一个较短范畴上的滤光器响应与外包层的三个不同温度的效果的比较图。
图5是仍然由温度控制在外包层所包围的锥形振幅可调滤光器的轴向横截面图。
图6是综合我们的一些振幅可调滤光器与一些常规的滤光器组合的一个光学系统的示意图。
图7是带有振幅可调滤光器模块的包含增益平坦滤光器的光放大器模块的示意图。
发明详述示于图1和图2的振幅可调滤光器包括在无热变化波导14中形成的长周期光栅12，所述无热变化波导14是安排用来阻止热光谱位移的波导。这种无热变化波导14的例子在1997年12月11日提交的、美国专利申请第08/989,200号题为“Athermalized Codoped Optical Waveguide Device”中揭示，此专利申请的内容通过引用包括在此。根据本例，波导14的纤芯16和周围的包层18都主要由石英制成。但是，纤芯16是用诸如GeO2的折射率上升的掺杂剂来掺杂的，以让光能够被导引，并与诸如B2O3的掺杂剂来共掺杂以抵消折射率上升的掺杂剂热效应。掺杂剂对共掺杂剂的克分子量的比率较佳是在从1.5∶1到8∶1的范围，选择至使波导的热灵敏度中性化。
无热变化波导14能用采用外部汽相沉积法的火焰水解装置来做成用GeO2掺杂和用B2O3共掺杂的石英纤芯16而制成。能用相似方法做成的包层18较佳的是包含一些较小浓度的B2O3以进一步使波导14稳定。这些材料的汽化原料的准级被传送到火焰水解的燃烧室以提供在纤芯16和包层18的所想要的材料浓度。其它的波导无热变化方法也能被用在包括由热引起的在折射率上随应变的变化而变化的补偿。
在纤芯16中的GeO2浓度也对记录长周期光栅12提供光灵敏度。纤芯16被曝露在紫外光的周期带中，它改变纤芯16的交替的轴向部22的折射率。该交替部22能用相对地移动波导14和紫外光源个别地曝露，或靠采用掩膜技术被集体地曝露。
在长周期光栅12的区域内的波导14周围是具有的折射率高于包层18的折射率的外包层20。外包层20的折射率较佳的是对温度是灵敏的，而在折射率上呈现出一个变化正比于温度的变化。我们的较佳的外包层是一种混合的熔胶凝胶材料，较佳的是在固体形式，结合有机和无机的复合物，在经5,991,493号的美国专利，题为“混合有机-无机平面的光波导器”一文中有描述，它被综合在比作参考。在第09/494,073号的美国申请中找到了也适合于外包层20的揭示相似材料的另外的申请，它提出对1999年2月5日提交的第60/118,946号的美国临时申请和1997年12月12日提交的第PCT/US97/22760号国际申请的优先权。这些申请也被综合在此作参考。
溶胶凝胶材料较佳的是包含有硅和氧原子的扩展基体，至少有一些硅原子直接与取代或未取代碳氢化合物的组成部分键合。可把溶胶凝胶材料的折射率设置在一个广大的范围，包括从刚离于石英包层18的折射率，在588nm测量时约为1.55。对折射率的调整可以通过包括芳基三烷氧基硅烷(特别是苯基三烷氧基硅烷)或芳基三氟硅烷(特别是苯基三氟硅烷)来完成，它们可以增加对硅的比例，从而提高折射率。
例如，对溶胶凝胶材料在摄氏20°，对波长为1550nm，可把目标折射率设置约为1.47，它是被按配方的苯基族对基族的比率合成所决定的。一种由8mol％的聚二甲基硅氧烷，52％的甲基三乙氧基硅烷，31％的苯基三乙氧基硅烷，和9％的苯基三氟硅烷制成的合成物可被组合起来并水解，以形成具有参考折射率1.47的溶胶凝胶材料。
图3A-3D，这些图画出了周围介质在不同包层模式上的在折射率“n”方面个别的变化示范效果，是从题为“Analysis of the Response of Long Period FiberGratings to External Index of Refraction”的论文中得新画出的，该论文刊于1998年9月的光波技术杂志(Jourual of Lightwave Techuology)的第16卷第9期上。本论文被综合在此作参考。因为不同的模式场分布，所以较高次模式“i1-i7”对外部折射率变化比较低次的模式“i1-i3”较灵敏。也是特别重要的是所有波长带“i1-i7”的中心波长“λ1-λ5”基本上保护不变。我们的可调滤光器10较佳的是在一个范围(例如，“i4-i7”)内工作，在这个范围内，外包层20在折射率上的改变，在包层-耦合带的振幅上产生显著的变化。
溶胶凝胶材料的折射率对在变化率约为-3×10-4/℃＝dn/dT的温度是灵敏的，此处“dn”是折射率的变化和“dT”摄氏温度的变化。增加外包层20溶胶凝胶材料的温度降低了耦合强度和较长耦合光谱带衰减的对应量，而不会有这些波长带的中心波长的移动。
另外的材料，特别是聚合物，也能被用作外包层20来提供有相似变化的作为温度的一个函数的折射率。具有温度灵敏的折射率的聚合物(例如，紫外可医治的丙烯酸盐为基的聚合物，是在题为“Widely tunable long period fibergratings”的论文中被揭示的，该论文的作者为A.A.Abramov等人，刊于电子通讯(Electronics Letters)第35卷第1期，1999年1月7日，它被综合于此作参考。聚合物的折射率较佳的是被调节到石英的(较佳的包层材料)折射率之上的一个范围内。
与外包层20处在热接触的是诸如电阻加热器一类的温度调节器24。可控制流到加热器的电流来调节外包层20的温度，并在外层层20的折射率上产生一个对应的变化。也可用冷却器来代替加热器，或除加热器外还有冷却器，以便在更广的范围上改变外包层的温度。但是，外包层温度变化的量较佳的是在一个范围内，在这个范围光栅12是无热变化的以避免由于在纤芯16和包层18中的温度变化而造成的波长移动。可把温度调节器24做在管子26外壳的内部，这根管子提供了结构上的支承以防止光栅12的弯曲或其它的损伤。也可使用诸如把波导14附装到坚硬的衬底上(例如，玻璃板)的独自的装置。
因此，这些容易受到衰减而改变量的光谱带有几种方法可使波长不会移动。光栅波导14是被无热变化的。外包层20的折射率在包层18的折射率之上的一个范围内变化。还有，波导14已被支承来防止弯曲。因为由外包层20所承受的温度变化来控制光谱带的振幅，所以波导14的热保护是需要的。然而，包括压力的其它机制和电光机制也能与其它外包层材料同时使用来控制折射率。
图4在三个不同温度，在波长的一个范畴上，按照分贝换耗画出了振幅可调滤光器的光谱响应。两条光谱带“i1”和“i2”是显然的。对应于摄氏温度为-10°，20°和80°的，三根曲线30，32和34，提出了在较高光谱带“i2”呈现出6分贝的光谱损耗；而在80°，该损耗为小于4分贝。再一次，较高次包层模式显示出更显著的随温度的振幅效果。然而，较高次模式也呈现出逐渐地降低的稳定性，且易于受到环境的相互作用。因此，需要在振幅控制和滤光器稳定性之间有一个折衷。
作为波长带衰减滤光器的振幅可调滤光器10的工作范围能从光栅12的设计来选择覆盖一个所想要的衰减范围。外包层20较佳的是覆盖光栅12的整个长度，但可能覆盖较短的长度以提供响应的线性调频脉冲。
示于图5的另一个振幅可调滤光器是沿着具有锥形部段44的强迫从纤芯46耦合到包层48的波导做成的。诸如溶胶凝胶材料的温度灵敏的外包层50，围着锥形部段44。外包层50呈现出在包层48折射率之上的，并作为温度的函数的折射率，在较佳地保持在包层48的折射率之上的一个范围内变化。诸如加热器或冷却器的温度调节器52，控制了外包层的温度来调节被滤光器40所衰减的光谱带的振幅。管子54提供了结构上的支承。
对应于被滤光器40所耦合的包层模式的这些光谱带，被包括纤芯46和包层48的锥形尺寸和折射率特性的设计考虑，还有外包层50的尺寸和折射率所影响。但是，一旦选定，由于温度的改变或对在折射率大于包层48的折射率的一个范围内的外包层50的折射率的改变，对波长带的光谱位置较佳的是不变的。包括压力或电光效应的其它机制可能被用来代替温度来提供外包层50的折射率上所想要的控制。
由滤光器40和其它能够衰减一个波长范围的滤光器提供的振幅控制也可用来影响滤光器响应的整个形状(例如，倾斜)。最后所得到的衰减可以是与波长有关的(例如，衰减随波长而增加)，产生了有坡度的滤光器响应。在滤光器响应形状上的其它的效果，能用调节相对于在下面的耦合器的外包层位置，长度，或轴向厚度形状来作出。
正如在图6所示的，我们新的振幅光滤光器62能被用于与常规滤光器64的组合来控制光系统的整个光谱响应。常规滤光器64对系统响应误差的一个稳态部分作出补偿，而我们的振幅可调滤光器覆盖了系统光谱随时易受变化的部分。滤光器响应深度较佳的是限一减少与极限化有关的损耗。但是，所想要的振幅变化的动态范围，为了可变化地衰减相同的光谱带，可把多个一个的振幅可调滤光器组合起来而获得。
一台系统光谱响应监测器66通过光纤耦合器67(诸如一个百分之一的抽头)与一台处理器68和一列驱动器70(诸如加热器驱动器)组合来控制我们新的振幅可调滤光器62，它们在一起以起到动态均衡器的作用，来响应系统光谱振幅的变化。系统光响应的监测和随后的振幅控制能连续地发生，或监测可以是间歇的更为偶尔地调节我们振幅可调滤光器62的响应。
我们的发明在图7中被描绘成光放大器模块80。模块80可以沿着较大光学系统(未示出)的光学路径82被插入。在模块80内是一光放大器84(诸如掺铒的光纤放大器)，一光谱监测器86，一增益平坦滤光器88，以及一控制器90。控制器90的某些部分，诸如逻辑板或处理器，能被连接到模块80的外面。但是，增益平坦滤光器88的实际控制较佳的是完全地发生在模块80之内。
光谱监测器86，它较佳的是通过光纤耦合器87(诸如，一个百分之一的抽头)被连接到光学路径82，为控制器90供给有关增益平坦滤光器88的光谱增益曲线的信息。增益平坦滤光器88的个别元件92，94，和96对平整滤光器88的个别元件92，94和96对平整曲线的衰减同光谱带是独立地可控制的。较佳的是，滤光器元件92，94和96每个都被构造中与图1或图5的实施例相似，但是，也可能使用其它可调振幅元件。控制器90与滤光器元件92，94，和96的每一个结合在一起操作驱动器98，100，和102，而不会对波长带的中央波长有显著的移动。最后所得到的滤光器曲线对在被监测到的增益曲线中的不想要的变化进行补偿。
无源滤光器(未示出)也能被综合到模块80中以提供光谱校正基线，它能使可调整的元件92，94和96进一步修正。增益平坦滤光器88也能被控制来提供动态均衡，在那里受监测的增益曲线反映出系统的变化，包括元件或光纤插入损耗的变化，在输入信号功率方面的变化，结合加入或卸下信号的变化，环境的变化，和结合老化或其它积累影响的变化。
包括桥式滤光器和熔融光纤器件的其它滤光器同样地可从我们的发明得益，特别是那些，即它们的在纤芯和能被在周围外包层折射率中的变化受影响的包层模式的耦合。可把折射率可变的外包层都要装在桥式滤光器元件之内和之间来进一步调节光谱响应。除了把我们新的可调振幅滤光器补充到光纤结构中之外，同样的好处能在平面结构中获得。较佳的是把外包层和控制层安装在都对着包层的两个层，它们是跨立在纤芯层上来处理与极化有关的损耗。
在现有技术领域中的技术人员知道在不背离本发明的实质和保护的范围，能在本发明的结构，组成和方法作出修改和变化。
权利要求
1.一种振幅可调滤光器包括波导，它包括纤芯和包层，用于沿纤芯导引具有一波长范围的光束；耦合器，它至少把一个波长带从纤芯耦合到包层，此一个波长带具有一中心波长；外包层，至少覆盖包层的一部分，其折射率高于包层的折射率；外包层的折射率容易在外部控制下改变；以及控制器，用于在高于包层折射率的范围内调节外包层的折射率，以改变波长带中心波长的振幅，且不会明显移动该波长带的中心波长。
2.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器是无热变化的，可以阻止波长带中心波长作为波导温度的函数而移动。
3.如权利要求2所述的滤光器，其特征在于，所述外包层的折射率作为温度的函数而变化。
4.如权利要求3所述的滤光器，其特征在于，所述外包层是一种无机-有机混合材料。
5.如权利要求4所述的滤光器，其特征在于，所述混合材料包含一种含有硅和氧原子的扩展基体，至少有一些硅原子直接与取代或未取代碳氢化合物的组成部分键合。
6.如权利要求3所述的滤光器，其特征在于，所述外包层是一种聚合物。
7.如权利要求3所述的滤光器，其特征在于，所述控制器操作一台用于调节外包层温度的温度调节器，以在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率。
8.如权利要求7所述的滤光器，其特征在于，所述温度调节器是一台与外包层热接触的电阻加热器。
9.如权利要求7所述的滤光器，其特征在于，所述温度调节器是一台与外包层热接触的冷却器。
10.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器位于波导中被外包层覆盖的一个区域内。
11.如权利要求10所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器起滤光器的作用，其光谱响应中至少具有一个衰减波长带对应于从纤芯耦合到包层中波长带。
12.如权利要求11所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器是一长周期光栅。
13.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器是波导的一个锥形部分，这锥形部分的纤芯尺寸沿光束传播轴而递减。
14.如权利要求13所述的滤光器，其特征在于，所述外包层覆盖着波导的锥形部分。
15.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述波导固定，可以避免弯曲。
16.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述耦合是沿波导形成的多个耦合中的一个，其中至少有一些被折射率高于包层折射率的其它外包层所覆盖。
17.如权利要求16所述的滤光器，其特征在于，所述每一种耦合都至少将多个光谱带中的一个从纤芯耦合到包层，每个光谱带都都具有中心波长。
18.如权利要求17所述的滤光器，其特征在于，所述控制器操作多个驱动器，所述驱动器高于包层折射率的范围内调节外包层折射率，以便改变多个波长带中央波长的振幅，且不明显移动同样波长带的中央波长。
19.如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，所述外包层是一种固体材料，它为波导中形成耦合器的部分提供结构上的支承。
20.一种用于调节光束包层模式耦合带的振幅且不会明显移动耦合带波长的系统，其特征在于，所述系统通过一外包层来改变纤芯与包层之间的耦合，其中所述外包层的折射率高于包层的折射率，并容易作为外部控制的函数而变化，所述外部控制器用于在大于包层折射率的折射率范围内改变外包层的折射率。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，纤芯、包层、外包层以及外部控制器形成一个振幅可调滤光器，它能够补偿随时间变化的系统光谱特性。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，振幅可调滤光器是多个振幅可调滤光器中的一个，而所述多个振幅可调滤光器各自独立改变试图通过系统传送的一个光谱中不同光谱带的振幅。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，至少包括一只无源滤光器，用于补偿不随时间变化的不均匀系统光谱传输特性。
24.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述耦合是由纤芯扰动形成的。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述纤芯扰动是一长周期光栅。
26.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述纤芯扰动是逐渐减少纤芯尺寸的锥形。
27.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述耦合是由一连串用于耦合系统光谱不同波长带的纤芯扰动形成的。
28.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述外部控制器是多个外部控制器中一个，而所述多个外部控制器改变耦合波长带的振幅，且不称动波长带的中央波长。
29.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述耦合无热变化，避免了因纤芯温度变化而使耦合波长带的波长明显移动。
30.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述外包层是一种固体材料，用于为纤芯和包层下面的各层提供结构上的支承，以抵抗弯曲。
31.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述外包层折射率随温度而变化。
32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述外包层是一种无机-有机混合材料。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述混合材料包含一种含有硅和氧原子的扩展基体，至少有一些硅原子直接与取代或未取代碳氢化合物的组成部分键合。
34.如权利要求32所述的系统，其特征在于，所述混合材料是一种聚合物。
35.如权利要求31所述的系统，其特征在于，所述外部控制器由一台调节外包层温度的温度调节器提供，以便在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率。
36.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述外部控制器包括一台系统光谱响应监测器和一台处理器，用于对外包层折射率决定一个合适的调节。
37.如权利要求36所述的系统，其特征在于，所述耦合是多个耦合中的一个，并且外部控制器还包括驱动器，所述驱动器根据处理器所决定的调节调节耦合的大小。
38.一种用于补偿随时间变化的光谱传输特性的方法，其特征在于，包括以下步骤监测一系统的光谱传输特性，所述系统的光谱范围至少包括一个传输特性随时间变化的光谱带；以及调节光谱带的振幅，但不明显移动波长带的中央波长，以便补偿传输特性的变化。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤沿一波导导引光谱带的光，其中所述波导的纤芯被一包层包围。
40.如权利要求39所述的方法，其特征在于，所述衰减步骤包括把光谱带耦合到周围的包层中。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤用折射率高于包层折射率的外包层覆盖至少一部分包层。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，调节步骤包括下述步骤在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率，以改变光谱带的振幅，但不明显移动波长带的中央波长。
43.如权利要求42所述的方法，其特征在于，改变步骤包括改变外包层的温度，以便在高于包层折射率的范围内来改变外包层的折射率。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述外包层是一种无机-有机混合材料。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述混合材料包括一种含有硅和氧原子的扩展基体，至少有一些硅原子直接与取代或未取代碳氢化合物的组成部分键合。
46.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述外包层是一种聚合物。
47.如权利要求43所述的方法，其特征在于，导引步骤包括尽管外包层的温度改变，也保持波长带的中心波长。
48.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述衰减步骤包括衰减多个不同的传输特性随时间变化的光谱带。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，所述调节步骤包括分别调节光谱带的振幅，但不明显移动波长带的中心波长，以便对波长带传输特性的变化进行补偿。
50.如权利要求49所述的方法，其特征在于，衰减多个不同光谱带的步骤包括用不同的数量被动地衰减一些波长带。
51.一种增益平坦滤光器，其特征在于，包括波导，它包括纤芯和包层，用于沿纤芯导引具有一波长范围的光束；外包层，它沿波导长度覆盖包层的一些部分，并且其折射率高于包层的折射率；一种耦合器排列，所述耦合器位于波导中被外包层覆盖的部分内，用于将多个波长带从纤芯耦入包层，每个波长带都有一中心波长；外包层的折射率容易在外部控制下变化；以及控制器，用于在高于包层折射率的范围内调节外包层的折射率，以便改变耦合波长带中心波长的振幅，但不明显移动耦合带的中心波长。
52.如权利要求51所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器无热变化，可以阻止波长带的中心波长随波导温度而移动。
53.如权利要求52所述的滤光器，其特征在于，所述外包层的折射率作为温度的函数而变化。
54.如权利要求53所述的滤光器，其特征在于，所述外包层是一种无机-有机混合材料。
55.如权利要求53所述的滤光器，其特征在于，所述外包层是一种聚合物。
56.如权利要求53所述的滤光器，其特征在于，所述控制器操作多个调节外包层温度的温度调节器，以便在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率。
57.如权利要求51所述的滤光器，其特征在于，所述控制器接收来自光谱监测器的有关放大器之增益曲线的信息，并操作多个驱动器，所述驱动器用于调节其余外包层的折射率，以便对在增益谱的变化进行补偿。
58.如权利要求51所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器至少包括一只长周期光栅。
59.如权利要求51所述的滤光器，其特征在于，所述耦合器至少包括一只锥形耦合器。
60.一种光放大器模块，其特征在于，所述模块内具有多个互连的组件，这些组件包括光放大器，它呈现出一光谱增益曲线；光谱监测器，用于监测光放大器的光谱增益曲线；增益平坦滤光器，它包括多个可分别控制的滤光器组件，用于衰减增益曲线的不同光谱带；以及控制器，用于调节光谱带的振幅，但不明显移动波长带的中心波长，以便对增益曲线中不想要的变化进行补偿。
61.如权利要求60所述的模块，其特征在于，可分别控制的滤光器组件是沿一波导形成的，所述波导包括纤芯、包层以及沿波导长度覆盖包层一些部分的外包层。
62.如权利要求61所述的模块，其特征在于，所述外包层部分的折射率高于包层的折射率。
63.如权利要求62所述的模块，其特征在于，有一种耦合器的排列位于波导中被外包层覆盖的所述部分内，用于将多个光谱带从纤芯耦入包层中。
64.如权利要求63所述的模块，其特征在于，所述控制器在高于包层折射率的范围内调节所述外包层部分的折射率，以便改变耦合波长带中央波长的振幅，但不明显移动耦合带的中央波长。
65.一种用于减少光纤系统光谱振幅变化的动态均衡器，其特征在于，它包括波导，它纤芯和包层，用于沿纤芯导引具有一波长范围的光束；外包层，它沿波导长度覆盖包层的一些部分，并且其折射率高于包层的折射率；一种耦合器的排列，耦合器位于波导中被外包层覆盖的这些部分内，用于将多个波长带从纤芯耦入包层，每个波长带都有一中心波长；外包层的折射率容易在外部控制下变化；以及控制器，它对监测到的光谱振幅变化作出响应，并在高于包层折射率的范围内调节外包层的折射率，以改变耦合波长带中心波长的振幅，但不明显移动耦合带的中心波长。
66.如权利要求65所述的均衡器，其特征在于，所述耦合器无热变化，可以阻止波长带的中心波长作为波导温度的函数而移动。
67.如权利要求66所述的均衡器，其特征在于，所述外包层的折射率作为温度的函数而变化。
68.如权利要求67所述的均衡器，其特征在于，所述外包层是一种无机-有机混合材料。
69.如权利要求67所述的均衡器，其特征在于，所述外包层是一种聚合物。
70.如权利要求67所述的均衡器，其特征在于，所述控制器操作多个用于调节外包层温度的温度调节器，以便在高于包层折射率的范围内改变外包层的折射率。
全文摘要
一种动态可调滤光器(10)通过在波导周围包裹具有可调节折射率的外包层(20)来控制纤芯模(16)与包层(18)模之间波导耦合的大小。被耦合模沿纤芯衰减,产生所想要的光谱响应。外包层(20)折射率的调节范围高于下面包层(18)的折射率,以改变衰减波长带的振幅,且不移动波长带的中央波长。
文档编号G02B6/26GK1384924SQ00807593
公开日2002年12月11日 申请日期2000年4月24日 优先权日2000年4月24日
发明者陈刚, S·B·道斯, G·E·科恩克, L·A·韦勒－布罗菲 申请人:康宁股份有限公司