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DE19911964A1 - Optical waveguide coupler with mode-converting grid forming non-reflecting add or drop multiplexers, has slanting Bragg grating grid in optical waveguide enabling mode conversion - Google Patents

Optical waveguide coupler with mode-converting grid forming non-reflecting add or drop multiplexers, has slanting Bragg grating grid in optical waveguide enabling mode conversion

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Publication number
DE19911964A1
DE19911964A1 DE1999111964 DE19911964A DE19911964A1 DE 19911964 A1 DE19911964 A1 DE 19911964A1 DE 1999111964 DE1999111964 DE 1999111964 DE 19911964 A DE19911964 A DE 19911964A DE 19911964 A1 DE19911964 A1 DE 19911964A1
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DE
Germany
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optical
optical waveguide
waveguide
optical fiber
mode
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Withdrawn
Application number
DE1999111964
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German (de)
Inventor
Dietmar Johlen
Frank Knappe
Ernst Brinkmeyer
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Abstract

A slanting Bragg grid (25) is written into the second waveguide (20) within the coupling region (15) of the optical waveguide coupler by ultraviolet (UV) exposure, which increases the effective refractive index of this waveguide, thus preventing complete over coupling of optical effect from first waveguide (10) in the second. The mode converter disposed in the first optical waveguide has characteristic wavelengths which differ from those of the mode converter in the second optical waveguide. The mode converter consists of slanting Bragg grating which produce gitter by UV recording/writing process. Adaptation of the effective refraction indices of the two waveguides is accomplished by exposure using UV light.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, bei der ein Licht­ wellenleiterkoppler und ein Modenkonverter einen Add/Drop-Multiplexer bilden. Ein Add/Drop-Multiplexer ist eine optische Komponente, mit der es möglich ist, aus einem Wellenlängenspektrum bestimmte Wellenlängen herauszuziehen oder hinzuzufügen.The present invention relates to a device in which a light waveguide coupler and a mode converter form an add / drop multiplexer. On Add / drop multiplexer is an optical component with which it is possible to make one Extract or add certain wavelengths to the wavelength spectrum.

Für einen Add/Drop-Multiplexer ist es neben einem geringen Übersprechen zwischen den zu trennenden Kanälen wichtig, daß die Rückreflexionen in den Eingangsarm sehr stark unterdrückt werden. Wünschenswert ist daher ein Add/Drop-Multiplexer mit einer sehr hohen Rückreflexionsdämpfung.For an add / drop multiplexer, in addition to a low crosstalk between the channels to be separated important that the back reflections in the input arm very be strongly suppressed. An add / drop multiplexer with one is therefore desirable very high back reflection loss.

Sichergestellt werden kann das dadurch, daß sich reflektiertes Licht in einer Mode befindet, die außerhalb des Add/Drop-Multiplexers nicht ausbreitungsfähig ist. Das kann durch einen Modenkonverter erreicht werden, der den einfallenden Grundmodus (4) des einmodigen Wellenleiters (1) kontradirektional in einen höheren Modus (5) konvertiert.This can be ensured by the fact that reflected light is in a mode which cannot be propagated outside the add / drop multiplexer. This can be achieved by a mode converter which converts the incident basic mode ( 4 ) of the single-mode waveguide ( 1 ) in a counter-directional manner into a higher mode ( 5 ).

Konkret kann ein schräges Bragg-Gitter in einem Lichtwellenleiter, das den Wellenlei­ ter im Bereich des Gitters aufgrund des im Gitterschreibprozeß induzierten Brechzahlhu­ bes zweimodig oder noch höhermodiger werden läßt (2), die Bedingungen an den zuvor geschilderten Konverter erfüllen. Ein solches Bragg-Gitter bewirkt eine Kopplung des vorlaufenden Grundmodus (4) an den rücklaufenden Grundmodus (6) und an einen oder mehrere rücklaufende höheren Moden (5). In Transmission bewirken beide Kopplungen einen Einbruch in der transmittierten Leistung (7). In der Messung der Reflexion (8) tritt jedoch nur bei der Reflexion des Grundmodus (6) ein Peak auf, die reflektierte Leistung des höheren Modus (5) wird im einmodigen Wellenleiter (1) abgestrahlt. Insbesondere kann durch die Wahl des Gitterwinkels α (3) erreicht werden, daß keine Kopplung an den rücklaufenden Grundmodus (6), sondern nur an einen rücklaufenden höheren Modus (5) erfolgt.Specifically, an oblique Bragg grating in an optical waveguide, which allows the waveguide in the region of the grating to become two-mode or even higher-mode due to the refractive index voltage induced in the grating writing process ( 2 ), meets the conditions for the converter described above. Such a Bragg grating effects a coupling of the leading basic mode ( 4 ) to the returning basic mode ( 6 ) and to one or more returning higher modes ( 5 ). In transmission, both couplings cause a drop in the transmitted power ( 7 ). In the measurement of the reflection ( 8 ), however, a peak only occurs when the basic mode ( 6 ) is reflected; the reflected power of the higher mode ( 5 ) is emitted in the single-mode waveguide ( 1 ). In particular, by choosing the grating angle α ( 3 ) it can be achieved that there is no coupling to the returning basic mode ( 6 ), but only to a returning higher mode ( 5 ).

Damit bei einem Lichtwellenleiterkoppler (s. Abb. 2) die optische Leistung bei einer Wellenlänge komplett von einem Wellenleiter auf, den anderen Wellenleiter über­ koppeln kann, müssen die Ausbreitungskonstanten in beiden Wellenleitern gleich sein. Diese Bedingung soll für alle Wellenlängen ungleich der charakteristischen Wellenlänge des Modenkonverters erfüllt sein. Durch den Einfluß des Modenkonverters ist der Unter­ schied in den Ausbreitungskonstanten der beiden Wellenleiter (10 und 20) bei der für den Modenkonverter charakterischen Wellenlänge so groß, daß bei dieser Wellenlänge keine optische Leistung von einem auf den anderen Wellenleiter überkoppelt.In order for an optical fiber coupler (see Fig. 2) the optical power at one wavelength to be able to couple completely from one waveguide to the other waveguide, the propagation constants in both waveguides must be the same. This condition should be fulfilled for all wavelengths not equal to the characteristic wavelength of the mode converter. Due to the influence of the mode converter, the difference in the propagation constants of the two waveguides ( 10 and 20 ) is so great at the wavelength characteristic of the mode converter that no optical power is coupled from one to the other waveguide at this wavelength.

Um diesen Add/Drop-Multiplexer zu realisieren, wird in den zweiten Wellenleiter (20) innerhalb des Kopplungsbereiches (15) des Lichtwellenleiterkopplers ein schräges Bragg-Gitter (25) durch UV-Belichtung geschrieben.In order to implement this add / drop multiplexer, an oblique Bragg grating ( 25 ) is written into the second waveguide ( 20 ) within the coupling region ( 15 ) of the optical waveguide coupler by UV exposure.

Durch diese UV-Belichtung wird der effektive Brechungsindex dieses einen Wellen­ leiters erhöht. Eine vollständige Überkopplung von optischer Leistung aus dem ersten Wellenleiter in den zweiten Wellenleiter kann nun nicht mehr erfolgen. Durch eine an­ schließende UV-Belichtung des ersten Wellenleiters werden die effektiven Brechungsin­ dizes der beiden Wellenleiter wieder angeglichen. Bei allen Wellenlängen ungleich der charakteristischen Wellenlänge des Modenkonverters findet wieder eine komplette Über­ kopplung der optischen Leistung statt, d. h. in Eingang 1 (11) eingekoppelte optische Leistung dieser Wellenlängen tritt am Ausgang 2 (13) aus. In Eingang 1 (11) eingekop­ pelte optische Leistung bei der charakterischen Wellenlänge des Modenkonverters wird dagegen am Ausgang 1 (12) ausgekoppelt.This UV exposure increases the effective refractive index of this one waveguide. A complete coupling of optical power from the first waveguide into the second waveguide can no longer take place. The effective refractive indices of the two waveguides are adjusted again by a subsequent UV exposure of the first waveguide. At all wavelengths not equal to the characteristic wavelength of the mode converter there is again a complete coupling of the optical power, ie optical power of these wavelengths coupled into input 1 ( 11 ) emerges at output 2 ( 13 ). Optical input at input 1 ( 11 ) at the characteristic wavelength of the mode converter, however, is output at output 1 ( 12 ).

Claims (11)

1. Lichtwellenleiterkoppler mit mindestens einem Lichtwellenleiter (10), der in einem Kopplungsbereich (15) mit einem zweiten Lichtwellenleiter (20) derart gekoppelt ist, daß mindestens ein Teil der im ersten Lichtwellenleiter geführten Leistung in den zweiten Lichtwellenleiter übergekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lichtwellenleiter einen im Kern befindli­ chen Modenkonverter (25) aufweist, im Bereich dieses Modenkonverters mindestens zweimodig ist und durch den die Uberkopplung von optischer Leistung von dem ersten Lichtwellenleiter in den zweiten Lichtwellenleiter bei den für den Modenkon­ verter charakteristischen Wellenlängen verhindert wird.1. Optical waveguide coupler with at least one optical waveguide ( 10 ) which is coupled in a coupling area ( 15 ) to a second optical waveguide ( 20 ) in such a way that at least part of the power carried in the first optical waveguide is coupled into the second optical waveguide, characterized in that the second optical waveguide has a mode converter ( 25 ) located in the core, at least two-mode in the area of this mode converter and by means of which the coupling of optical power from the first optical waveguide into the second optical waveguide is prevented at the wavelengths characteristic of the mode converter. 2. Lichtwellenleiterkoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im we­ sentlichen alle optische Leistung mit Wellenlängen ungleich den charakteristischen Wellenlängen des Modenkonverters von dem ersten Wellenleiter in den zweiten Wellenleiter übergekoppelt werden.2. Optical fiber coupler according to claim 1, characterized in that we All optical power with wavelengths not equal to the characteristic ones Wavelengths of the mode converter from the first waveguide to the second Waveguides are coupled over. 3. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der Anspüche 1 bis 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich im ersten Lichtwellenleiter ein Modenkonverter befindet, wobei sich dessen charakteristische Wellenlängen von den charakteristischen Wellenlängen des Modenkonverters im zweiten Lichtwellenleiter unterscheiden.3. Optical fiber coupler according to one of claims 1 to 2, characterized net that there is a mode converter in the first optical fiber, where whose characteristic wavelengths from the characteristic wavelengths of the Distinguish the mode converter in the second optical fiber. 4. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Modenkonverter (25) über den Kopplungsbereich der beiden Lichtwellenleiter (15) hinaus erstreckt.4. Optical fiber coupler according to one of claims 1 to 3, characterized in that the mode converter ( 25 ) extends beyond the coupling region of the two optical fibers ( 15 ). 5. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtwellenleiter optische Glasfasern oder integriert-optische Wellenleiter verwendet werden.5. Optical fiber coupler according to one of claims 1 to 4, characterized in that as optical fibers optical glass fibers or integrated optical waveguides be used. 6. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Modenkonverter aus einem schrägen Bragg Gitter besteht.6. Optical fiber coupler according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mode converter consists of an oblique Bragg grating. 7. Lichtwellenleiterkoppler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bragg Gitter durch einen UV-Schreibprozeß hergestellt wird.7. Optical fiber coupler according to claim 6, characterized in that the Bragg Lattice is made by a UV writing process. 8. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Höhermodigkeit durch das Einfügen eines höhermodigen Licht­ wellenleiters in den zweiten Lichtwellenleiter erreicht wird.8. Optical fiber coupler according to one of the preceding claims, characterized records that the higher fashion by inserting a higher fashion light waveguide is reached in the second optical fiber. 9. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die optischen Lichtwellenleiter zunächst einmodig sind und die Mehr­ modigkeit durch Belichtung mit UV-Licht oder einem anderen geeigneten Licht erreicht wird. 9. Optical fiber coupler according to one of the preceding claims, characterized records that the optical fibers are initially single-mode and the more modernity by exposure to UV light or another suitable light is achieved.   10. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anpassung der effektiven Brechungsindizes der beiden Wellen­ leiter durch Belichtung mit UV-Licht oder einem anderen geeigneten Licht erreicht wird.10. Optical fiber coupler according to one of the preceding claims, characterized records that the adjustment of the effective refractive indices of the two waves reached by exposure to UV light or another suitable light becomes. 11. Lichtwellenleiterkoppler nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Lichtwellenleiter anfänglich unterschiedliche Brechungsindizes haben.11. Optical fiber coupler according to one of the preceding claims, characterized net that the two optical fibers initially different refractive indices to have.
DE1999111964 1999-03-14 1999-03-14 Optical waveguide coupler with mode-converting grid forming non-reflecting add or drop multiplexers, has slanting Bragg grating grid in optical waveguide enabling mode conversion Withdrawn DE19911964A1 (en)

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