[发明专利]布拉格光栅装置用的应力控制机构

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于控制布拉格光栅光谱特性的应力控制机构。

发明背景

光纤布拉格光栅的特征光谱特性以及在制造过程中和制造之后修整这些特性的现有技术使得布拉格光栅成为多种不同装置的基础。这些装置包括应变，压力和温度传感器，光谱滤波器和其中的色散补偿装置。例如，光纤光栅已经能够满足高容量WDM(波分复用)光传输系统的光学滤波的需要，其中为了去复用和增加或去除载波而利用它的光谱滤波能力将光学载波分离出来。特殊线性调频的光纤光栅还用于校正存在于许多光传输系统中的色散，特别是在采用高速TDM(时分复用)和长距离无中继器的高容量系统的情形中。在传感应用中，利用光纤光栅光谱特性对来自于物理应力的外部影响的灵敏度来提供对诸如跨接部件或船体的不同结构的形变的测量。

在许多这种应用中必须使用特殊方法对光纤布拉格光栅进行安装和封装，使其满足所要求的性能。例如，所使用的安装和封装技术必须能够实现以下目的：提供物理保护、环境稳定性、调整能力以及与其它部件的连接。在某些应用中，必须将光纤布拉格光栅的特征中心波长控制在接近于允许公差范围内。这种要求可能超出了光纤布拉格光栅制造的能力或用于安装和封装的工艺。例如，光纤布拉格光栅通常与一个基板连接在一起，且连接工艺会导致其中心波长改变一个难以可靠估计的量。

因而需要一种装置，其允许精确调节光纤布拉格光栅中心波长和在其安装和封装状态时的其它光谱特性。这在光纤布拉格光栅装置制造中可提供更高的精度和更大的成本效率。

发明概述

本发明涉及一种可调节的应力控制机构，其允许在布拉格光栅已经连接或安装到构成该装置一部分的支撑结构之后，精确调谐该光纤布拉格光栅的中心波长和其它光谱特性。这在光纤布拉格光栅装置的制造中可提供更高的精度和更大的成本效率。该技术还可以用于提供一种通过旋转螺钉手工地或通过激励器电子地调节的可调谐装置的制造。

按照本发明的一个方面，提供一种用于控制光纤布拉格光栅光谱特性的应力控制机构。该应力控制机构包括一支撑结构，在第一和第二部分该光纤布拉格光栅与该支撑结构连接在一起。该支撑结构包括一调节机构，从而该支撑结构沿一个方向的调节可增加光纤布拉格光栅中的应力，该支撑结构沿另一方向的调节可减小光纤布拉格光栅中的应力。

按照本发明的另一方面，提供一种用于控制布拉格光栅光谱特性的应力受控的光纤布拉格光栅组合。该组合包括一具有连接到一可调节支撑结构上的布拉格光栅的光纤。该光纤布拉格光栅被固定在第一和第二部分上。该支撑结构包括一调节机构，从而该支撑结构沿一个方向的调节可增加光纤布拉格光栅中的应力，该支撑结构沿另一方向的调节可减小光纤布拉格光栅中的应力。

该支撑结构可以包括彼此分开的第一和第二支架。另外该支撑结构可以包括一可调节的槽。该槽可以设置在其中一个彼此分开的支架中，沿着主体的长度或宽度方向。

附图简述

现在将例如，仅参照附图描述形成本发明的用于控制波导布拉格光栅装置光谱响应的应力控制机构，其中：

图1为根据本发明的应力控制机构的正视图；

图2为根据本发明第二实施例的应力控制机构的正视图；

图3为根据本发明第三实施例的应力控制机构的正视图；

图4为图3中应力控制机构的底视图；

图5为根据本发明第四实施例的应力控制机构的正视图；

图6为图5中应力控制机构的顶视图。

发明的详细描述

本发明提供一种波导布拉格光栅装置用的应力控制机构。施加给波导布拉格光栅的该应力能用于控制所需的光谱特性。例如，通过施加在光纤上的应力可以直接控制光纤布拉格光栅的中心波长，且在非线性调频光栅的情形中，通过控制光纤应力还可以控制有效群延迟。这些例子与WDM滤波器，色散补偿装置和传感应用直接相关。这些机构还可以用于调节设备中的压力大小，将布拉格光栅维持在受压状态。

本发明的机构依赖于将形变强加给布拉格光栅所连接的部件上，使用这种方法获得对光栅中应力的高度控制，从而控制光栅中心波长或由拉伸应变所控制的其它光学特性。在许多实际设备中必需的控制能力对于该设备的正常运行是必要的。对于普通的光纤布拉格光栅装置来说，应力形变必须被控制在10微米量级范围内。本发明提供产生这种高精度调节所必需的控制能力。另外，可以在诸如布拉格光栅制造和安装这些很困难的且花费很大的控制等效允差的制造过程之后实现光纤的调节。