Polarizador de rejilla de Bragg para fibra óptica.

Un aparato para polarizar luz que se propaga a través de una fibra óptica (12),

que comprende:

una fibra óptica que tiene una sección (14) de rejilla de Bragg para fibra de una longitud predeterminada; y

un mecanismo (26) de aplicación de fuerza para aplicar una fuerza lateral a una parte predeterminada de lasección (14) de rejilla de Bragg para fibra;

en el que

la sección (14) de rejilla de Bragg para fibra está dispuesta entre un extremo (16) de entrada y un extremo (22) desalida de la fibra óptica (12) de manera que la luz introducida al extremo de entrada debe pasar a través de lasección de rejilla de Bragg para fibra para llegar al extremo de salida;

el mecanismo (26) de aplicación de fuerza introduce una diferencia en la longitud de onda de Bragg de cada estadopolarización de la luz que se propaga en la fibra óptica (12); y

la tensión aplicada es no isotrópica.

Polarizador de rejilla de Bragg para fibra óptica Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, al campo de polarización de la luz. Más particularmente, y no a modo de limitación, la presente invención se refiere a la polarización de la luz que se propaga en una fibra óptica.

Descripción de la técnica anterior

En muchas aplicaciones, es importante obtener un estado puro de polarización de la luz mientras que, al mismo tiempo, se mantiene la luz guiada en el interior del núcleo de una fibra óptica. En una aplicación importante, por ejemplo, existe una necesidad de ajustar la polarización de la luz antes de enviar la luz a un modulador electroóptico externo.

Un enfoque conocido para proporcionar luz linealmente polarizada en una fibra óptica es el de utilizar una fibra óptica especial; por ejemplo, una fibra de polarización especial fabricada por 3M®. En dicha una fibra, un estado de polarización experimenta una pérdida muy alta, mientras que el otro estado sufre pérdidas relativamente bajas. Según el fabricante, una longitud recta de 3 metros de esta fibra especial es capaz de obtener una relación de extinción de 20 dB, mientras que el arrollamiento de la misma longitud en una barra de 3 cm de diámetro proporciona una relación de extinción de más de 40 dB.

Otros enfoques para proporcionar un polarizador en línea emplean una tecnología utilizada para fabricar acopladores de fibra pulida o fibras con forma de D. En estos enfoques alternativos, la parte plana de la fibra es revestida con diferentes capas que incluyen una capa intermedia y una capa absorbente metálica.

Cada uno de los enfoques descritos anteriormente no es totalmente satisfactorio. Por ejemplo, el enfoque de la utilización de la fibra de polarización 3M® especial implica el uso de varios metros de una fibra que es bastante cara. Además, en el campo de las telecomunicaciones, un problema que es común a los enfoques basados en el uso de fibras especiales es la eficiencia de acoplamiento de la luz desde una fibra estándar de telecomunicaciones a la fibra polarizante. Los enfoques que utilizan tecnologías para fabricar acopladores de fibra pulida o fibras con forma de D adolecen del problema de que requieren una deposición de película y un espesor de revestimiento muy bien controlados.

También se conoce en la técnica una fibra óptica que incorpora una rejilla para polarizar luz que se propaga a través de la misma. La patente US Nº 5.546.481 de Meltz y col., por ejemplo, describe un único amplificador/una única fibra de polarización que incluye una fibra que conserva la no polarización que tiene una bifurcación con una rejilla incorporada en la misma. La bifurcación con rejilla en la patente de Meltz et al. se describe como orientada en un ángulo predeterminado, como teniendo una separación de rejilla y una resistencia de rejilla predeterminadas, y como teniendo una longitud de rejilla que se extiende sustancialmente a lo largo de toda la longitud de la fibra óptica con el fin acoplar fuera de la fibra óptica una cantidad predeterminada de una polarización sobre un intervalo de longitudes de onda predeterminado mientras deja pasar la segunda polarización como una luz de salida desde la fibra óptica.

Aunque Meltz et al. proporciona luz polarizada linealmente guiada en una fibra óptica normal, en lugar de una fibra especial tal como se ha descrito anteriormente, la polarización en Meltz et al. se consigue mediante reflexión en ángulo de Brewster. Como resultado, en Meltz et al., existe una desventaja en el sentido de que la luz en el estado de polarización rechazada es acoplada fuera de la fibra y no puede ser usada.

KAWASE L R ET AL: "Force measurement using induced birefringence on Bragg gratings" MICROWAVE AND OPTOELECTRONICS CONFERENCE, 1997. LINKING TO THE NEXT CENTURY. PROCEEDINGS., 1997 SBMO/IEEE MTT-S INTERNATIONAL NATAL, BRAZIL 11-14 AUG. 1997, NEW YORK, NY, USA, IEEE, US, 11 Agosto 1997 (1997-08-11) , páginas 394-396, XP010263326 ISBN: 0-7803-4165-1 demuestra el uso de los reflectores de rejilla de Bragg en un sensor intrínseco de fuerza polarimétrica para todas las fibras. La fuerza lateral aplicada a la fibra induce una birrefringencia proporcional. Si la región en la fibra donde se aplica la fuerza contiene una rejilla de Bragg, la misma exhibirá dos picos de reflexión asociados con los modos de polarización ortogonales. La sensibilidad a la fuerza medida era de 7, 2 x 10-2 nm/kg para esta configuración específica y se espera una dependencia de la temperatura muy baja.

Sumario de la invención Una realización de la presente invención proporciona un procedimiento y un aparato para polarizar luz que se

propaga en una fibra óptica que no requiere del uso de una fibra especial y que proporciona diversas propiedades ventajosas que, generalmente, no se encuentran en los polarizadores de fibra óptica conocidos.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un aparato según se describe en la reivindicación 1.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento según se describe en la reivindicación 11.

Al proporcionar a una fibra óptica una sección de rejilla de Bragg para fibra, puede obtenerse una separación de los dos estados de polarización de la luz que se propaga en la fibra óptica, aplicando una fuerza lateral a una parte predeterminada de la sección de rejilla de Bragg para fibra. Como resultado, la luz polarizada puede obtenerse usando una fibra de telecomunicaciones estándar u otra fibra óptica en la que puede obtenerse una fuerte modulación del índice de refracción, sin necesidad de usar fibras especiales, más costosas.

Según una realización de la presente invención, la polarización de la luz puede ser ajustada variando la posición en la que la fuerza es aplicada por el mecanismo de aplicación de fuerza, o controlando la cantidad de la fuerza aplicada. En particular, si la parte presionada de la FBG es una pequeña parte de la longitud total de rejilla, por ejemplo, aproximadamente un uno por ciento de la longitud de la rejilla, es posible tener un orificio espectral intrabanda en el espectro de reflectancia para una polarización, sin interferencia destructiva para la otra polarización. En este caso, la pequeña longitud no es suficientemente larga para presentar una reflectividad significativa por sí misma, de manera que la fuerza aplicada introduzca una diferencia de fase entre dos partes largas de la rejilla, separadas por la pequeña región presionada. Por otro lado, si la parte presionada de la FGB es igual o mayor que aproximadamente el 10 por ciento de la longitud de la rejilla, pueden observarse un pico principal de pérdida y un pico secundario de pérdida, que corresponden a los ejes rápido y lento de la región presionada. En este caso, la región presionada debe ser suficiente para presentar una fuerte reflectividad por sí misma, es decir, la región presionada actuará como una rejilla asimétrica. En una realización, por ejemplo, puede proporcionarse una rejilla uniforme y puede presionarse toda su longitud. De esta manera, al presionar la FBG de una manera controlada en una parte predeterminada de la longitud de la rejilla, puede conseguirse fácilmente la polarización de la luz que se propaga en la fibra óptica.

En una realización de la presente invención, la luz polarizada se consigue aplicando una fuerza a una parte de una sección de FBG de una fibra óptica para introducir una diferencia en la longitud de onda de Bragg de cada estado de polarización. Como resultado, la luz en el estado de polarización rechazada es guiada hacia atrás en la fibra en lugar de ser acoplada fuera de la fibra. En consecuencia, con una realización de la presente invención, se hace posible la utilización de la luz en el estado de polarización rechazada, si se desea. Además, el aparato para polarizar la luz según una realización de la presente invención funciona en dos bandas espectrales con efectos invertidos para cada estado de polarización. En otras palabras, con una realización de la presente invención, en una primera banda de funcionamiento, el estado de polarización Y será transmitido y el estado de polarización X será reflejado; mientras que en una segunda banda de funcionamiento, el efecto será el opuesto, donde el plano xy es perpendicular a el eje z de propagación de la fibra, y x se define como la dirección a lo largo de la fuerza aplicada.

Según una realización adicional de la invención, en la medida en que la polarización depende de la fuerza aplicada a la parte de FBG, el aparato de polarización puede ser activado y desactivado fácilmente simplemente aplicando o liberando la fuerza.... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para polarizar luz que se propaga a través de una fibra óptica (12) , que comprende: una fibra óptica que tiene una sección (14) de rejilla de Bragg para fibra de una longitud predeterminada; y un mecanismo (26) de aplicación de fuerza para aplicar una fuerza lateral a una parte predeterminada de la sección (14) de rejilla de Bragg para fibra; en el que la sección (14) de rejilla de Bragg para fibra está dispuesta entre un extremo (16) de entrada y un extremo (22) de salida de la fibra óptica (12) de manera que la luz introducida al extremo de entrada debe pasar a través de la sección de rejilla de Bragg para fibra para llegar al extremo de salida; el mecanismo (26) de aplicación de fuerza introduce una diferencia en la longitud de onda de Bragg de cada estado polarización de la luz que se propaga en la fibra óptica (12) ; y

la tensión aplicada es no isotrópica.

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha parte predeterminada comprende un porcentaje predeterminado de la longitud predeterminada de la sección (14) de rejilla de Bragg para fibra.

3. Aparato según la reivindicación 2, en el que dicho porcentaje predeterminado comprende un 1 por ciento.

4. Aparato según la reivindicación 2, en el que dicho porcentaje predeterminado es igual o mayor que el 10 por ciento, en el que se consigue un ajuste espectral de la luz.

5. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha sección (14) de rejilla de Bragg para fibra es homogénea y en el que dicho aparato tiene un intervalo de funcionamiento ajustable.

6. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha rejilla de Bragg para fibra es con modulación de frecuencia, y en el que dicho aparato puede ser ajustado continuamente a lo largo de un espectro de reflexión de rejilla con modulación de frecuencia.

7. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha fibra óptica (12) comprende una fibra óptica de telecomunicaciones.

8. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha fibra óptica (12) comprende una fibra óptica con fotosensibilidad.

9. Aparato según la reivindicación 1, en el que dicha fibra óptica (12) comprende una fibra óptica con una birrefringencia permanente, de manera que el aparato puede ser usado con la aplicación de una fuerza nula.

10. Aparato según la reivindicación 1, que incluye además un dispositivo (28) móvil para cambiar la posición en la que dicha fuerza es aplicada por dicho mecanismo de aplicación de fuerza.

11. Un procedimiento para polarizar la luz que se propaga a través de una fibra óptica, que comprende:

proporcionar una fibra óptica que tiene una sección (14) de rejilla de Bragg para fibra de una longitud predeterminada; y aplicar una fuerza lateral a una parte predeterminada de dicha sección de rejilla de Bragg para fibra para polarizar

la luz que se propaga en dicha fibra óptica; en el que la sección (14) de rejilla de Bragg para fibra está dispuesta entre un extremo (16) de entrada y un extremo (22) de salida de la fibra óptica (12) de manera que la luz introducida en el extremo de entrada debe pasar a través de la sección de rejilla de Bragg para fibra para llegar al extremo de salida; la aplicación de una fuerza lateral introduce una diferencia en la longitud de onda de Bragg de cada estado de polarización de la luz que se propaga en la fibra óptica (12) ; y

la tensión aplicada es no isotrópica.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, que incluye además la etapa de retirar la fuerza lateral aplicada para

desactivar dicha polarización de la luz.

13. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que dicha etapa de aplicación de una fuerza lateral a una parte predeterminada de dicha sección (14) de rejilla de Bragg para fibra comprende la aplicación de una fuerza lateral a un porcentaje predeterminado de la longitud predeterminada de dicha sección de rejilla de Bragg para fibra.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicho porcentaje predeterminado comprende un 1 por ciento.

15. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que dicho porcentaje predeterminado comprende el 10 por ciento o más.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 15, en el que 10 el procedimiento es realizado por un aparato; y el procedimiento comprende además:

activar dicho aparato mediante la aplicación de una fuerza lateral a una parte predeterminada de dicha longitud predeterminada; y desactivar dicho aparato retirando dicha fuerza lateral.