MICRO-OPTIC COUPLER INCORPORATING A TAPERED FIBER

• Main Authors: FISHER, JAMES, H, ANTHON, DOUGLAS, W
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.12.2001
• Edition: 7
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH ISMODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THEDEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY,COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g.SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; DEVICES USING STIMULATED EMISSION; ELECTRICITY; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICS; PHYSICS; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF

Systems and methods are described for the construction of micro-optical couplers incorporating optical tapers to reshape multimode optical inputs. Incorporating tapers allows the spatial properties of the multimode inputs to be adjusted to match to the spatial properties of the output fiber, even in systems that are limited to unity-magnification imaging optics. In an exemplary embodiment, a larger-core multimode fiber and a smaller-core double-clad fiber are glued into a glass capillary, with the multimode fiber tapering to a smaller diameter inside the capillary. Polishing the capillary to expose the taper gives a multimode core that is smaller than the double-clad core. Imaging with unity magnification through a GRIN lenses and a dichroic reflector transfers the multimode input efficiently to the double-clad fiber with greater efficiency than would have been possible with the same optics and an untapered fiber. The dichroic reflector is transparent to a second singlemode signal input, which is collimated by a second GRIN lens and coupled to through the reflector to the core of the double-clad fiber. An isolator may be included in the signal beam path, and the double-clad fiber may be replaced by a double-clad gain fiber. L'invention concerne des systèmes et des procédés pour la construction de coupleurs micro-optiques comprenant des fibres coniques permettant de corriger des entrées optiques multimode. Grâce à ces fibres coniques, les propriétés spatiales des entrées multimode peuvent être réglées de manière à correspondre aux propriétés spatiales de la fibre de sortie, y compris dans des systèmes qui se limitent à des dispositifs d'imagerie à agrandissement d'unité. Dans un mode de réalisation exemplaire, une fibre multimode à coeur large et une fibre à double revêtement et à coeur réduit sont collées dans un capillaire en verre, la fibre multimode se rétrécissant pour former un diamètre inférieur à l'intérieur du capillaire. Le polissage du capillaire pour laisser le cône à découvert permet d'obtenir un coeur multimode plus petit que le coeur à double revêtement. L'imagerie à agrandissement d'unité à travers des microlentilles focalisantes et un réflecteur dichroïque permet de transférer l'entrée multimode dans la fibre à double revêtement plus efficacement qu'au moyen du même dispositif optique et d'une fibre non conique. Le réflecteur dichroïque est transparent pour un second signal d'entrée monomode qui est collimé par une microlentille focalisante et couplé par le réflecteur au coeur de la fibre à double revêtement. Un isolateur peut être inclus dans le trajet du faisceau signal et la fibre à double revêtement peut être remplacée par une fibre à gain à double revêtement.