Abstract

We have computed the contribution of UV-light-induced densification to the refractive-index modulation of fiber Bragg gratings. Our results confirm that, for strong gratings written in Ge-doped silica fibers with 248-nm UV light, density changes account for a major part of the photosensitivity effect.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
    [CrossRef]
  2. D. P. Hand and P. St. J. Russell, Opt. Lett. 15, 102 (1990).
    [CrossRef]
  3. M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
    [CrossRef]
  4. L. Dong, J. L. Archambault, L. Reekie, P. St. J. Russell, and D. N. Payne, Appl. Opt. 34, 3436 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. J. Digonnet, Proc. SPIE 2841, 109 (1996).
    [CrossRef]
  6. S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).
  7. B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
    [CrossRef]
  8. M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
    [CrossRef]
  9. N. F. Borrelli, D. C. Allan, and R. A. Modavis, J. Opt. Soc. Am. B 16, 1672 (1999).
    [CrossRef]
  10. P. Y. Fonjallaz, H. G. Limberger, R. P. Salathé, F. Cochet, and B. Leuenberger, Opt. Lett. 20, 1346 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. K. W. Raine, R. Feced, S. E. Kanellopoulos, and V. A. Handerek, Appl. Opt. 38, 1086 (1999).
    [CrossRef]
  12. H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
    [CrossRef]
  13. A. I. Gusarov, D. B. Doyle, F. Berghmans, and O. Deparis, Opt. Lett. 24, 1334 (1999).
    [CrossRef]
  14. H. Mueller, J. Am. Ceram. Soc. 21, 27 (1938).
    [CrossRef]
  15. C. Fiori and R. A. B. Devine, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 61, 186 (1985).
    [CrossRef]
  16. W. Primak and D. Post, J. Appl. Phys. 30, 779 (1959).
    [CrossRef]
  17. A. Aben and C. Guillemet, Photoelasticity of Glass (Springer-Verlag, Berlin, 1993), Sect. 11.5.
    [CrossRef]

1999 (4)

1997 (1)

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

1996 (3)

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

M. J. Digonnet, Proc. SPIE 2841, 109 (1996).
[CrossRef]

1995 (2)

1993 (1)

M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
[CrossRef]

1990 (1)

1985 (1)

C. Fiori and R. A. B. Devine, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 61, 186 (1985).
[CrossRef]

1978 (1)

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

1959 (1)

W. Primak and D. Post, J. Appl. Phys. 30, 779 (1959).
[CrossRef]

1938 (1)

H. Mueller, J. Am. Ceram. Soc. 21, 27 (1938).
[CrossRef]

Aben, A.

A. Aben and C. Guillemet, Photoelasticity of Glass (Springer-Verlag, Berlin, 1993), Sect. 11.5.
[CrossRef]

Allan, D. C.

Archambault, J. L.

Atkins, G. R.

M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
[CrossRef]

Bayon, J. F.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

Berghmans, F.

Bernage, P.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Borrelli, N. F.

Chen, S.

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Cochet, F.

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

P. Y. Fonjallaz, H. G. Limberger, R. P. Salathé, F. Cochet, and B. Leuenberger, Opt. Lett. 20, 1346 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Cordier, P.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Delevaque, E.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Deparis, O.

Devine, R. A. B.

C. Fiori and R. A. B. Devine, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 61, 186 (1985).
[CrossRef]

Digonnet, M. J.

M. J. Digonnet, Proc. SPIE 2841, 109 (1996).
[CrossRef]

Dong, L.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

L. Dong, J. L. Archambault, L. Reekie, P. St. J. Russell, and D. N. Payne, Appl. Opt. 34, 3436 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Douay, M.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

Doyle, D. B.

Feced, R.

Fiori, C.

C. Fiori and R. A. B. Devine, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 61, 186 (1985).
[CrossRef]

Fonjallaz, P. Y.

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

P. Y. Fonjallaz, H. G. Limberger, R. P. Salathé, F. Cochet, and B. Leuenberger, Opt. Lett. 20, 1346 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Fujii, Y.

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

Guillemet, C.

A. Aben and C. Guillemet, Photoelasticity of Glass (Springer-Verlag, Berlin, 1993), Sect. 11.5.
[CrossRef]

Gusarov, A. I.

Hand, D. P.

Handerek, V. A.

Hill, K. O.

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

Johnson, D. C.

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

Kanellopoulos, S. E.

Kawasaki, B. S.

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

Leuenberger, B.

Limberger, H. G.

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

P. Y. Fonjallaz, H. G. Limberger, R. P. Salathé, F. Cochet, and B. Leuenberger, Opt. Lett. 20, 1346 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, B.

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Modavis, R. A.

Mueller, H.

H. Mueller, J. Am. Ceram. Soc. 21, 27 (1938).
[CrossRef]

Niay, P.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

Park, M. K.

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Payne, D. N.

Poignant, H.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Poole, S. B.

M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
[CrossRef]

Post, D.

W. Primak and D. Post, J. Appl. Phys. 30, 779 (1959).
[CrossRef]

Poumellec, B.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

Primak, W.

W. Primak and D. Post, J. Appl. Phys. 30, 779 (1959).
[CrossRef]

Raine, K. W.

Reekie, L.

Russell, P. St. J.

Salathé, R. P.

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

P. Y. Fonjallaz, H. G. Limberger, R. P. Salathé, F. Cochet, and B. Leuenberger, Opt. Lett. 20, 1346 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Sceats, M. G.

M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
[CrossRef]

Singh, S.

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Sirkis, J.

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Taunay, T.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Xie, W. X.

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

Annu. Rev. Mater. Sci. (1)

M. G. Sceats, G. R. Atkins, and S. B. Poole, Annu. Rev. Mater. Sci. 23, 381 (1993).
[CrossRef]

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. Lett. (2)

K. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, and B. S. Kawasaki, Appl. Phys. Lett. 32, 647 (1978).
[CrossRef]

H. G. Limberger, P. Y. Fonjallaz, R. P. Salathé, and F. Cochet, Appl. Phys. Lett. 68, 3069 (1996).
[CrossRef]

J. Am. Ceram. Soc. (1)

H. Mueller, J. Am. Ceram. Soc. 21, 27 (1938).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

W. Primak and D. Post, J. Appl. Phys. 30, 779 (1959).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

M. Douay, W. X. Xie, T. Taunay, P. Bernage, P. Niay, P. Cordier, B. Poumellec, L. Dong, J. F. Bayon, H. Poignant, and E. Delevaque, J. Lightwave Technol. 15, 1329 (1997).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

J. Phys. D (1)

B. Poumellec, P. Niay, M. Douay, and J. F. Bayon, J. Phys. D 29, 1842 (1996).
[CrossRef]

Mater. Res. Soc. Symp. Proc. (1)

C. Fiori and R. A. B. Devine, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 61, 186 (1985).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Proc. SPIE (2)

M. J. Digonnet, Proc. SPIE 2841, 109 (1996).
[CrossRef]

S. Chen, B. Liu, J. Sirkis, M. K. Park, and S. Singh, Proc. SPIE 3746, 478 (1999).

Other (1)

A. Aben and C. Guillemet, Photoelasticity of Glass (Springer-Verlag, Berlin, 1993), Sect. 11.5.
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (1)

Fig. 1
Fig. 1

Radial distributions of axial, radial, and hoop stresses averaged over the fiber grating period. The radius of the photosensitive Ge-doped silica core is 4 µm. The density variation in the axial direction is assumed to be sinusoidal, with an average value of Δρ¯/ρ=0.5%.

Equations (8)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Δnin=ainΔρ/ρ, ain=1-χn2-1n2+2/6n0.42,
Δnxel=-B2σxx-B1σzz+σyy,
ϵxx=ϵrr cos2 φ+ϵφφ sin2 φ, ϵyy=ϵrr sin2 φ+ϵφφ cos2 φ,
Δn¯xel=-μKλ+2µ3B1+B2Δρ¯ρ-a¯elΔρ¯ρ, a¯el-0.19],
Δn^xel-μKλ+2µB1+B2Δρ^ρ-a^elΔρ^ρ, a^el-0.14].
σ¯zz=μK/λ+2µΔρ¯/ρ.
σ¯zz=-μΔL/L.
Δn^xelainΔρ^/ρ-B1+B2σ^zz0.96×10-11 m2 N-1σ̅zz,

Metrics