G - Physics – 02 – B
Patent
G - Physics
02
B
G02B 6/00 (2006.01) G02B 6/293 (2006.01) G02B 6/34 (2006.01) G02F 1/01 (2006.01) H01S 3/067 (2006.01) H01S 3/102 (2006.01)
Patent
CA 2402301
A temperature compensated optical device includes a compression-tuned glass element (10) having a Bragg grating (12) therein, a compensating material spacer (26) and an end cap (28) all held within an outer shell (30). The element (10), end cap (28) and shell (30) are made of a material having a low coefficient of thermal expansion (CTE), e.g., silica, quartz, etc. And the spacer (26) is made of a material having a higher CTE, e.g. metal Pyrex®, ceramic, etc. The material and length L5 of the spacer (26) is selected to offset the upward grating wavelength shift due to temperature. As temperature rises, the spacer (26) expands faster than the silica structure causing a compressive strain to be exerted on the element (10), which shifts the wavelength of the grating (12) down to balance the intrinsic temperature induces wavelength shift up. As a result, the grating (12) wavelength is substantially unchanged over a wide temperature range. The element (10) includes either an optical fiber having at least one Bragg grating (12) impressed therein encased within and fused to at least a portion of a glass capillary tube or a large diameter waveguide (or cane) with a grating (12) having a core (11) and a wide cladding, which does not buckle over a large range of compressive axial strains. The element may have a "dogbone" shape to amplify compressive strain on the grating (12). The device (8) may also be placed in an axially tunable system that allows the wavelength to be dynamically tuned while remaining athermal. In addition to a grating, the device may be an athermal laser, DFB laser, etc. Also, the entire device (8) may be all made of monolithic glass materials.
L'invention concerne un dispositif optique à compensation thermique comprenant un verre (10) accordé par compression présentant un réseau de Bragg (12) se trouvant à l'intérieur, une entretoise (26) de matériau de compensation et un embout (28), tous contenus dans une coquille extérieure (30). L'élément (10), l'embout (28) et la coquille (30) sont fabriqués à partir d'un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique (CDT) faible, par exemple, la silice, le quartz, etc. L'entretoise (26) est fabriquée à partir d'un matériau présentant un coefficient de dilatation thermique plus élevé, par exemple, le métal, le Pyrex®, la céramique, etc. Le matériau et la longueur (L5) de l'entretoise (26) sont sélectionnés de manière à compenser le décalage de la longueur d'onde du réseau ascendant causé par la température. Au fur et à mesure que la température augmente, l'entretoise (26) se dilate plus rapidement que la structure de silice, cela provoque une déformation par compression de l'élément (10), qui décale la longueur d'onde du réseau (12) en amont de manière à compenser la température intrinsèque induite par le décalage en aval de la longueur d'onde. Ainsi, la longueur d'onde du réseau (12) reste sensiblement stable sur une plage de températures étendue. L'élément (10) comprend soit une fibre optique présentant au moins un réseau Bragg (12) imprimé dedans et incorporé et réuni par fusion dans au moins une portion d'un tube capillaire en verre ou d'un guide d'ondes (une barrette) de grand diamètre comprenant un réseau (12) qui présente un noyau (11) et une gaine optique large. Le tube susmentionné ne se plie pas au delà d'une gamme étendue de déformation longitudinale par compression. Ledit élément peut présenter une forme de "bobine" permettant d'amplifier la déformation par compression sur le réseau (12). Le dispositif (8) peut également être disposé dans un système accordable axialement qui permet à la longueur d'ondes d'être accordée de manière dynamique tout en restant athermique. Outre un réseau, le dispositif peut également consister en un laser athermique, en un laser à rétroaction répartie, etc. De plus, l'ensemble du dispositif (8) peut être fabriqué à partir de matériaux de verre monolithique.
Bailey Timothy J.
Brucato Robert N.
Engel Thomas W.
Fernald Mark R.
Jones Richard T.
Cidra Corporation
Goodwin Mckay
Weatherford/lamb Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-2024774