專利名稱：可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種色散補(bǔ)償器，特別關(guān)于一種能夠補(bǔ)償不同程度色散的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器。
背景技術(shù)：
同一種介質(zhì)對于不同波長的光會有不同的折射率。由于光的折射率與光的行進(jìn)速度相關(guān)，所以在介質(zhì)中行進(jìn)時，不同波長的光信號的傳播速度會有差異。當(dāng)光信號在介質(zhì)中，例如，在一光纖中行進(jìn)較長的距離時，此速度差會造成光信號的色散(chromatic dispersion)而產(chǎn)生不良的結(jié)果。
以光脈沖(pulse)信號為例，光脈沖信號會包括一定區(qū)間的頻譜分量(spectral component)。當(dāng)光脈沖信號經(jīng)由光纖傳送時，由于上述的色散效應(yīng)，不同的頻譜分量會在不同的時間到達(dá)。因此，若發(fā)送端在短時間內(nèi)送出了一連串的脈沖信號，接收端很容易會有判讀錯誤的情況發(fā)生。
為了解決前述的色散問題，一種公知的技術(shù)為利用光纖光柵來補(bǔ)償不同波長光信號長距離傳輸后所產(chǎn)生的色散。請參照圖1，光纖2中的光纖光柵21具有在不同位置反射不同波長光的特性，不同波長的光在光纖光柵反射時會有光程差。因此，若能夠預(yù)知輸入光的波長，以及光在介質(zhì)傳送的距離，光纖光柵21即可用來補(bǔ)償光信號因長距離傳輸所產(chǎn)生的色散。
然而，此種以光纖光柵來補(bǔ)償色散的色散補(bǔ)償器只能針對特定的波長與特定的色散值來進(jìn)行補(bǔ)償。在不同傳輸距離及不同波長的情況下，光脈沖信號無法在同一個色散補(bǔ)償器上得到補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的為提供一種可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其可補(bǔ)償不同傳輸距離所造成的不同色散。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其包括一光波導(dǎo)元件以及多個光柵。多個光柵設(shè)置在光波導(dǎo)元件中，各光柵分別具有不同的中心波長，且各光柵的頻譜區(qū)間大小與時間延遲差值的比例不同。當(dāng)光波導(dǎo)元件接收到光脈沖信號時，光柵的中心波長能夠借助改變光波導(dǎo)元件的長度來改變，使光脈沖信號能夠借助改變光波導(dǎo)元件的長度選擇性地通過其中一個光柵。
在本發(fā)明的一個實施方式中，各光柵在光波導(dǎo)元件中的配置方式，是使光脈沖信號中波長較長的頻譜分量在各光柵中所經(jīng)過的距離，大于波長較短的頻譜分量所經(jīng)過的距離。
在本發(fā)明的另一實施方式中，光波導(dǎo)元件為一光纖，其可被拉伸以改變其長度。
依本發(fā)明所提供的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，經(jīng)過光纖長距離傳輸?shù)墓饷}沖信號可以選擇性地通過不同的光柵，以選擇性地得到不同的時間延遲差值來補(bǔ)償色散。


圖1為一示意圖，表示公知技術(shù)中以光纖光柵來補(bǔ)償色散的狀況。
圖2為一示意圖，表示依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。
圖3為一曲線圖，表示在依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器中，各光柵的反射頻譜與時間延遲的關(guān)系。
圖4為一示意圖，表示依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器被拉伸的狀態(tài)。
圖5為一曲線圖，表示依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器被拉伸前后，各光柵的反射頻譜與時間延遲的關(guān)系。
圖6為一示意圖，表示依本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。
圖7為一曲線圖，表示依本發(fā)明另一優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器被拉伸前后，各光柵的反射頻譜與時間延遲的關(guān)系。
附圖符號說明2 光線31 光纖光柵21 光纖光柵 32 光纖光柵3 可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器33 光纖光柵30 光纖具體實施方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
請參照圖2，依本發(fā)明優(yōu)選實施例的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器3是在一光纖30中設(shè)置了多個光纖光柵(FBG，F(xiàn)iber Bragg Grating)31、32與33，其中光纖光柵31、32與33的中心波長分別為λ-Δλ、λ以及λ+Δλ。
各個光纖光柵均由多個布拉格波長(Bragg wavelength)不同的布拉格反射區(qū)(Bragg reflection region)所構(gòu)成，所以一個光纖光柵中的不同位置可以反射光脈沖信號中不同波長的頻譜分量。請參照圖2，以光纖光柵32為例，光纖光柵32的中心波長為λ，且在不同的位置x能夠反射不同波長的頻譜分量。在光纖光柵32中，波長越長的頻譜分量所行進(jìn)的距離越短，即，越早被反射，波長越短的頻譜分量所行進(jìn)的距離則越長。光纖光柵32所能反射的頻譜區(qū)間為λ+至λ-，頻譜區(qū)間的大小則為(λ+-λ-)。
在光纖30中，波長較短的光信號傳送速度會較波長較長的光信號的傳輸速度快，所以，如前所述，光纖光柵31、32與33會使波長較短的頻譜分量較晚反射，以獲得較多的時間延遲，波長較長的頻譜分量則時間延遲較少。因此，當(dāng)一脈沖信號入射至可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器3時，其可在光纖光柵31、32或33處反射，并借助對于不同的頻譜分量給予不同的時間延遲來補(bǔ)償脈沖信號因長距離傳輸而造成的色散。
圖3顯示不同中心波長的光纖光柵與時間延遲之間的關(guān)系，其中，線段a表示光纖光柵31的波長頻譜與時間延遲的關(guān)系，線段b表示光纖光柵32的波長頻譜與時間延遲的關(guān)系，線段c則表示光纖光柵33的波長頻譜與時間延遲的關(guān)系。由圖3可知，線段a的斜率絕對值較大，表示對于一定區(qū)間大小的頻譜，光纖光柵31可提供較多的時間延遲差值ta，所以光纖光柵31可補(bǔ)償較大的色散值。相較于線段a，線段b的斜率較緩，表示對于一定區(qū)間大小的頻譜，光纖光柵32提供的時間延遲差值tb會較ta為小。
光纖光柵31、32與33均以布拉格反射區(qū)所構(gòu)成。借助改變光纖光柵的長度，光纖光柵的布拉格波長將會改變。換句話說，當(dāng)光纖30的長度被拉長時，光纖30中各光纖光柵所能夠反射的中心波長也隨之增長，而當(dāng)光纖30的長度被壓縮時，光纖30中各光纖光柵所能夠反射的中心波長也隨之縮短。例如，請參照圖4，當(dāng)光纖30被拉伸到一預(yù)定程度時，光纖光柵31的中心波長會由λ-Δλ增加為λ。同理，光纖光柵32的中心波長會由λ增加為λ+Δλ，光纖光柵33的中心波長則由λ+Δλ增加為λ+2Δλ。
由于此時中心波長為λ的光纖光柵是由光纖光柵32變成光纖光柵31，所以波長為λ的脈沖信號是在光纖光柵31處反射。脈沖信號的色散值亦由光纖光柵31來補(bǔ)償。
請參照圖5，當(dāng)光纖30被拉長時，光纖光柵與時間延遲之間的關(guān)系會由實線轉(zhuǎn)變成虛線。由于脈沖信號的色散值是由光纖光柵31來補(bǔ)償，所以波長為λ的脈沖信號所能得到的時間延遲的差值會從tb變成較tb為大的ta。
由于色散值的大小與光信號傳輸?shù)木嚯x成正相關(guān)關(guān)系，所以依照本實施例的設(shè)計，可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器3即可借助改變光纖30的長度，來調(diào)整脈沖信號在經(jīng)過不同距離后的色散補(bǔ)償。例如，若光纖光柵31可補(bǔ)償脈沖信號在傳3L公里后的色散，光纖光柵32可補(bǔ)償脈沖信號在傳輸2L公里后的色散，光纖光柵32可補(bǔ)償脈沖信號在傳輸1L公里后的色散，則可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器3借助調(diào)整長度，選擇性地補(bǔ)償脈沖信號在傳輸1L、2L或3L公里后的色散。
需注意，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對上述內(nèi)容作任意的修改或變更，而不超出本發(fā)明的精神與范圍。例如，若波長較長的光信號在光纖中的傳輸速度比波長較短的光信號為快，則可如圖6所示，將光纖光柵31、32與33顛倒配置，使得在各光纖光柵中，波長較長的信號會經(jīng)過較長的距離。因此，波長較長的信號的時間延遲會比波長較短的信號為久。
請參照圖7，依據(jù)上述的變化實施方式，當(dāng)光纖30被拉伸時，各個光纖光柵的中心波長與時間延遲的關(guān)系即從實線所示的關(guān)系變成虛線所示的關(guān)系。在光纖30被拉伸后，波長為λ的脈沖光信號所獲得的時間延遲的差值會從tb變成較tb為大的ta。因此，借助改變光纖30的長度，可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器3即可調(diào)整脈沖信號在經(jīng)過不同距離后的色散補(bǔ)償。
以上所述僅為舉例性的，而非為限制性的。任何未脫離本發(fā)明的精神范圍，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含在后附的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，包含一光波導(dǎo)元件，其接收光信號；以及多個光柵，其設(shè)置在所述光波導(dǎo)元件中，所述各光柵分別具有不同的中心波長，且所述各光柵的頻譜區(qū)間大小與時間延遲差值的比例不同，其中所述等光柵的中心波長能夠借助改變所述光波導(dǎo)元件的長度來改變，使所述光信號能夠借助改變所述光波導(dǎo)元件長度的改變，選擇性地通過所述其中一個光柵。
2.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述各光柵在所述光波導(dǎo)元件中的配置方式，是使所述光信號中波長較長的頻譜分量所經(jīng)過的距離大于波長較短的頻譜分量所經(jīng)過的距離。
3.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述各光柵在所述光波導(dǎo)元件中的配置方式，是使所述光信號中波長較長的頻譜分量所經(jīng)過的距離小于波長較短的頻譜分量所經(jīng)過的距離。
4.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述光波導(dǎo)元件被拉伸以改變其長度。
5.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述光波導(dǎo)元件被壓縮以改變其長度。
6.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述光波導(dǎo)元件為一光纖。
7.如權(quán)利要求6所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述各光柵為光纖光柵。
8.如權(quán)利要求1所述的可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，其中所述光信號為一光脈沖信號。
全文摘要
一種可調(diào)式光纖色散補(bǔ)償器，包括一光波導(dǎo)元件以及多個光柵。多個光柵設(shè)置在光波導(dǎo)元件中，各光柵分別具有不同的中心波長，且各光柵的頻譜區(qū)間大小與時間延遲差值的比例不同。當(dāng)光波導(dǎo)元件接收到光脈沖信號時，光柵的中心波長能夠借助改變光波導(dǎo)元件的長度來改變，使光脈沖信號能夠借助改變光波導(dǎo)元件的長度選擇性地通過其中一個光柵，以選擇性地得到不同的時間延遲差值來補(bǔ)償色散。
文檔編號G02B6/34GK1420373SQ0113037
公開日2003年5月28日 申請日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月21日
發(fā)明者張紹雄, 黃郁湘 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司