專利名稱：展寬器光纖和模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體地涉及光纖裝置和方法，具體地涉及用于在啁啾脈沖 放大系統(tǒng)中的改進(jìn)的展寬器光纖和模塊。
背景技術(shù)：
啁啾脈沖放大(CPA)是一種用于將超短激光脈沖放大至拍瓦 (petawatt) ( 101S瓦)級(jí)的技術(shù)。激光器產(chǎn)生包括一系列相對(duì)較低 功率的超短脈沖的輸出。然后，這些脈沖被饋送入具有使脈沖展寬的 色散的展寬器模塊。然后，被展寬的脈沖輸出被饋送入高功率放大 器。然后，被展寬的、放大的脈沖被饋送入具有與展寬器模塊的色散 相反的色散的壓縮器模塊，以產(chǎn)生被再壓縮的放大的脈沖輸出。通過 在放大之前展寬脈沖，可以減小脈沖的峰值功率，并避免不需要的非 線性。
當(dāng)前，使用自由空間衍射光柵制造展寬器模塊。然而，由于諸多 原因，可能期望使用基于全光纖的方案。盡管人們已努力生產(chǎn)基于光 纖的展寬器，但是這些嘗試都達(dá)不到目標(biāo)。在一種情況下，使用400 米的標(biāo)準(zhǔn)低截止單模光纖作為展寬器。然而，因?yàn)閴嚎s器通常具有正 的RDS,而標(biāo)準(zhǔn)低截止單^t光纖通常具有負(fù)的RDS,所以不可容易 地獲得色散斜率匹配。為了克服該問題，要求放大器光纖中的斜率不 匹配和非線性的復(fù)雜平衡。在另一種情況下，描述了在1050 nm處具有0.0053nm"的RDS的光纖。該光纖與在1050 nm處具有|52 =畫 1.6ps2(D=2.7ps/nm)的色散的光柵壓縮器相匹配，并且具有有限的實(shí) 用性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決本領(lǐng)域的這些和其它問題，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了 一種新型展寬器光纖。該光纖包括芯區(qū)域、內(nèi)溝槽區(qū)域(inner trench region)、環(huán)形區(qū)域、外溝槽區(qū)域和外包層區(qū)域。芯區(qū)域具有 半徑n、折射率w和相對(duì)于外包層區(qū)域的正有效折射率Aiu，所述外 包層區(qū)域具有外半徑r。和折射率n。。芯區(qū)域有效折射率Am等于ih-ii^ 內(nèi)溝槽區(qū)域圍繞芯區(qū)域，并具有外半徑r2、小于n。的折射率n2 和等于nrn。的負(fù)有效折射率An2。環(huán)形區(qū)域圍繞該溝槽區(qū)域，并且 具有外半徑r3、大于ii。的折射率n3和等于n3-n。的正有效折射率 An3。外溝槽區(qū)域圍繞環(huán)形區(qū)域，并具有外半徑r4、小于n。的折射率 n4、和等于n4-n0的負(fù)有效折射率An4。外包層區(qū)域圍繞外溝槽區(qū) 域。r0、 iv r2、 r3、 r4、 Aiu、 An2、 An3和An4的值使得光纖具有負(fù) 色散，并在所選擇的工作波帶內(nèi)的具體波長處具有大于0.005nm"的 相對(duì)色散斜率。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，與第二光纖或光纖裝置相結(jié)合地使用該 新型展寬器光纖，以與所選擇的光柵壓縮器的色散和RDS相匹配。


圖l是啁嗽脈沖放大系統(tǒng)的圖2是1200條線/mm的光柵壓縮器的色散與波長之間的關(guān)系的 曲線圖，其中光柵壓縮器的光柵間隔為0.1米，入射角為18。；
圖3和圖4是示出1200條線/mm的光柵在1030nm處計(jì)算的色 散和RDS作為入射角的函數(shù)的曲線圖，其中光柵間隔為0.1米；
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的展寬器光纖的橫截面；
圖6示出圖5所示的光纖的設(shè)計(jì)的折射率分布；圖7示出根據(jù)圖6所示的折射率分布圖制造的光纖的測量的折射
率分布；
圖8和9示出列出圖5-7所示的光纖的具體設(shè)計(jì)和性能詳情的表
格；
圖10和11示出顯示圖5-7所示的光纖的色散、RDS和衰減的曲
線圖12-14是使用圖5-7所示的展寬器光纖的展寬器單元的可供替 換的配置的圖15-18是顯示與第二光纖相組合地使用圖5-7所示的展寬器光 纖，以匹配光柵壓縮器單元的色散和RDS的曲線圖19是用于構(gòu)建根據(jù)本發(fā)明的另一方面的展寬器模塊的方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的各方面涉及為展寬器模塊提供基于全光纖的方案的系統(tǒng) 和技術(shù)，該展寬器模塊用于在例如1000-1100nm的具體波帶內(nèi)工作 的短脈沖光纖激光器中進(jìn)行啁湫放大。本發(fā)明的第一方面涉及一種新 型展寬器光纖，該展寬器光纖可以直接在展寬器模塊中單獨(dú)使用。根 據(jù)本發(fā)明的另一方面，、通過將該新型展寬器光纖和所選擇的至少一個(gè) 其它光纖的組合拼接在一起來構(gòu)建展寬器模塊，使得展寬器模塊具有 期望的總色散和總RDS。
在討論在設(shè)計(jì)展寬器模塊時(shí)出現(xiàn)的問題之后，提供了對(duì)新型展寬 器光纖、以及用于構(gòu)建展寬器模塊的該光纖與其它光纖的示例性組合 的詳細(xì)描述。請(qǐng)注意，所描述的系統(tǒng)和技術(shù)可用于構(gòu)建全光纖展寬器 模塊，該全光纖展寬器模塊的RDS足夠高以與當(dāng)前使用的光柵壓縮 器一起使用。
期望具有高脈沖能量的短脈沖光纖激光器用于許多應(yīng)用，諸如微 加工等。啁湫脈沖放大已被示出為用于產(chǎn)生少豆脈沖的持久方案，即， 該短脈沖的持續(xù)時(shí)間小于l皮秒，并且脈沖能量在微焦耳級(jí)別上或甚至在毫焦耳級(jí)別上。
圖1示出了典型的啁啾脈沖放大系統(tǒng)20的圖。低功率毫微微秒 (飛秒)振蕩器21提供被饋送至展寬器模塊23的脈沖輸出22，所 述展寬器模塊通常以大于103的因子展寬脈沖輸出。展寬器模塊23 是高度色散的，以便減小脈沖的峰值功率。然后，被展寬的脈沖輸出 24可以在高功率放大器25中被線性放大。然后，被放大的、展寬的 脈沖輸出26被壓縮器單元27再壓縮，從而得到放大的、再壓縮的脈 沖輸出28，所迷壓縮器單元27是具有與展寬器單元的色散相反的色 散的色散元件。
為了表征群速度色散，使用不同的參數(shù)及其導(dǎo)數(shù)。在光纖的領(lǐng)域 內(nèi)，通常使用D-參數(shù)。D-參數(shù)被定義為
其中，Tg是群延遲，X是波長。在激光的領(lǐng)域內(nèi)，更通常使用p2， 即，傳播常數(shù)(p)的二階導(dǎo)數(shù)
其中，co是角頻率。這兩個(gè)參數(shù)如下唯一地相關(guān)
其中，c是光在真空中的速度。在本說明書的剩余部分中將使用D-參 數(shù)。
在當(dāng)前的啁啾脈沖放大系統(tǒng)中，使用自由空間衍射光柵對(duì)來制造 展寬器單元和壓縮器單元。然而， 一般地說，由于諸多原因，基于光 纖的方法優(yōu)選于使用自由空間光學(xué)的方法。與對(duì)應(yīng)的自由空間部件相 比，基于光纖的部件通常具有更小的尺寸、更好的穩(wěn)定性、更長的壽 命和更低的成本。
使用全光纖方法制造壓縮器單元在目前是不可行的。對(duì)于高于幾 毫微焦耳的脈沖能量，由于壓縮器光纖中的非線性，壓縮之后的高峰 值強(qiáng)度將引起顯著的脈沖變形。然而，由于在^t大和壓縮之前的相對(duì) 較低功率的激光器輸出，這些高峰值強(qiáng)度相對(duì)于展寬器單元不是一個(gè)問題。因此，如果可使用全光纖方案構(gòu)建展寬器單元，則可由光纖制 造整個(gè)激光放大系統(tǒng)，直到壓縮器單元，而無需任何自由空間光學(xué)。
然而，在設(shè)計(jì)用作展寬器的光纖中存在許多問題。 一個(gè)問題是展 寬器應(yīng)完美地與壓縮器光柵的色散相匹配，不僅在單個(gè)波長處，而且 在脈沖的整個(gè)光鐠范圍中，根據(jù)脈沖持續(xù)時(shí)間，該光鐠范圍通常為
5-20nm。圖2示出了曲線圖40，其中，在入射角為18。并且光柵距 離為0.1米的情況下，1200條線/mm的光柵壓縮器的色散(D-參 數(shù))42已被繪制為波長的函數(shù)。如圖2所示，光柵壓縮器通常具有 相對(duì)較大的色散斜率。
當(dāng)為色散和色散斜率補(bǔ)償兩者設(shè)計(jì)光纖時(shí)， 一個(gè)有用的數(shù)值是相 對(duì)色散斜率(RDS)，其被定義為
當(dāng)光纖應(yīng)補(bǔ)償色散元件的色散和色散斜率兩者時(shí)，光纖應(yīng)具有與 色散元件相同的RDS。 RDS通過下式與傳播常數(shù)的三階和二階導(dǎo)數(shù) 的比率相關(guān)
設(shè)計(jì)展寬器光纖的普遍問題是要獲得足夠高的RDS。這是由于 壓縮器光柵的普遍特性的緣故。^了獲得足夠的展寬率，通常需要從 5 ps/nm到幾百ps/nm的色散D。《為了獲得這樣的色散系數(shù)而光柵之 間的距離不太長，必須以相對(duì)較低的入射角操作光柵。然而，這導(dǎo)致 了相對(duì)較高的RDS值。圖3和4給出了對(duì)此進(jìn)行示例的例子，圖3 和4是在1030 nm處計(jì)算的色散62和RDS 82的作為1200條線/mm 的光柵的入射角的函數(shù)的曲線圖60和80，其中，光柵間隔為0.1
米；
本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種解決這些和其它問題的新型展寬器光
纖設(shè)計(jì)。當(dāng)前描述的光纖的例子具有負(fù)色散D，并且RDS > 0.005nm"。光纖已被設(shè)計(jì)用于啁啾脈沖放大系統(tǒng)中的展寬器模塊 中，該啁啾脈沖放大系統(tǒng)用于在光纖激光例如在Yb光纖增益帶(放 大窗口 )(即在1000nm和1100nm)之間工作的短脈沖激光器。然而，將這樣理解，所描述的光纖設(shè)計(jì)可以被修改為用于這樣的啁啾脈 沖i文大系統(tǒng)中，該啁啾脈沖》文大系統(tǒng)用于在其它波長工作的短脈沖激 光器，例如，所述其它波長在現(xiàn)有的色散補(bǔ)償光纖技術(shù)中常用的
1550nm波帶中以及在由Ti藍(lán)寶石激光器通常4吏用的800 nm波帶 中。
新的光纖由已被摻雜為形成多個(gè)區(qū)域的合適的材料制成，每一個(gè) 區(qū)域都具有各自的折射率。這些區(qū)域包括沿光纖的長度延伸的中心芯 區(qū)域、和圍繞該芯區(qū)域的以連續(xù)層設(shè)置的一系列同心區(qū)域?？梢允褂?本領(lǐng)域中已知的技術(shù)例如改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)技術(shù)等來 制造光纖。
圖5示出了新型展寬器光纖100的不按比例繪制的橫截面的圖。 如圖5所示，光纖包括下述區(qū)域具有半徑n的芯101、具有外半徑 i"2的內(nèi)溝槽102、具有外半徑1 3的環(huán)103、具有外半徑q的外溝槽 104、和具有外半徑r。的外包層105。此外，光纖可設(shè)置有一個(gè)或更 多個(gè)保護(hù)外層(未示出)。
圖6示出了光纖的所需折射率分布120的圖，而圖7示出了從根 據(jù)所需折射率分布制造的光纖獲得的測量的折射率分布140。為了本 說明部分的目的，外包層的折射率被表示為no，芯、內(nèi)溝槽、環(huán)和 外溝槽的折射率分別被表示為iM至n4，此外，外包層的折射率n。被 用于確定每一個(gè)光纖區(qū)域的有效折射率An。因此，
Ai^ = n廣n。；
An3 = n3-n0; 以及 An4 = H4國n00
如圖6和7所示，折射率分布120、 140包括對(duì)應(yīng)于芯區(qū)域 101的中心峰121、 141;對(duì)應(yīng)于內(nèi)溝槽102的溝槽122、 142;對(duì)應(yīng) 于環(huán)形區(qū)域103的肩部123、 143;和對(duì)應(yīng)于外溝槽104的較小的溝 槽124、 144。
圖8示出列出每一個(gè)光纖區(qū)域的下述詳情的表格200:材料、摻雜劑、有效折射率、寬度和外半徑。
所有五個(gè)光纖區(qū)域的材料都是Si02。每一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域都是通 過添加適量的摻雜劑來形成的。外包層105沒有被摻雜，并且具有折 射率n。。外包層的外半徑是62.5微米。因此，展寬器光纖的直徑是 125微米。
芯101摻雜有提高折射率的摻雜劑Ge02，并且具有有效折射率 AW - n廣n。 - 21.9xl(T3和0.98孩￡米的半徑。
內(nèi)溝槽102摻雜有降低折射率的摻雜劑Ge02和F的混合物，并 且具有有效折射率為An2 = n2-n。 =-8.9xl(T3、 2.96微米的寬度和3.94 ;敞米的外半徑?？扇芜x地，該溝槽可以僅摻雜有F。
環(huán)103摻雜有提高折射率的摻雜劑Ge02和F的混合物，并且具 有有效折射率An3-n3-ii。 = 6.8xl(T3、 1.38樣吏米的寬度、和5.32微米 的外半徑?？扇芜x地，該環(huán)可以僅摻雜有Ge02。
外溝槽104摻雜有提高折射率的摻雜劑P20s和F的混合物，并 且具有有效折射率An4 = n4-n0 =-1.0xl0—3、 1.76微米的寬度、和7.08 二微米的外半徑。可任選地，摻雜劑的混合物也可包含Ge02。作為第 二選擇，外溝槽可以僅摻雜有F。
圖9是列出根據(jù)圖8列出的表格200制造的光纖的各種特征的表 格210。這些特征包括相對(duì)色散斜率；色散；衰減；以及在,1(B0 nm和1060 nm處的模場直徑。該表格還列出對(duì)于圍繞直徑為30 mm 的心軸一圏產(chǎn)生0.5dB的損失的波長和光纖的截止波長。
如表格210所示，在1030 nm處，光纖的相對(duì)色散斜率為 0.0094 nm-1，色散為-164 ps/(nm-km)，衰減為2.9 dB/km，并且模場 直徑為2.9微米。在1060 nm處，光纖的相對(duì)色散斜率為0.130 nirT 、色散為-236 ps/(nm-km),衰減為2.6 dB/km，并且才莫場直徑為3.0 微米。
如表格210進(jìn)一步所示，對(duì)于圍繞直徑為30 mm的心軸一圏產(chǎn) 生0.5dB的損失的波長為1072 nm。光纖的截止波長為970 nm。應(yīng) 該注意，光纖已經(jīng)被設(shè)計(jì)為具有在所選擇的工作波長'范圍以下的截止224被繪制為波長的函數(shù)的曲線圖 220。圖11示出衰減232被繪制為波長的函數(shù)的曲線圖230。
所描述的光纖可以按各種配置使用，以形成全光纖展寬器單元。 這些配置中的一些被示意性地表示在圖12-14中。
圖12示出了展寬器模塊240的圖;其中， 一定長度的新型展寬 器光纖242被裝入合適的封裝244，并被獨(dú)立地使用以提供上述脈沖 展寬功能。將使用該方法，其中，該長度的展寬器光纖242的色散和 RDS與給定的壓縮器單元的色散和RDS相匹配，而無需調(diào)整。如果 展寬器光纖242的所需長度足夠短，則光纖可以呈松散纏繞的線圈的 形式被裝入封裝244?？梢允褂镁€軸或其它合適的結(jié)構(gòu)將更大的長度 的光纖242裝入封裝244。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，基于新型展寬器光纖的展寬器單元的色 散和RDS可以通過將該展寬器光纖和具有所選擇的色散和RDS的第 二光纖或光纖裝置組合來被精確地控制。如下文中所使用的術(shù)語"光 纖，，被用來泛指光纖、光纖裝置、基于光纖的結(jié)構(gòu)、或其組合。
通過選擇與新型展寬器光纖組合使用的合適的第二光纖，可以通 過修整該展寬器光纖和第二光纖中的一個(gè)或兩個(gè)的長度來精確地控制 展寬器模塊的總色散和總相對(duì)色散斜率。應(yīng)注意，原則上可以將本討 論外推以應(yīng)用于.這樣的展寬器模塊，其中，新型展寬器光纖與多于一 個(gè)的其它光纖組合，以實(shí)現(xiàn)所需結(jié)果，即，展寬器模塊與具體壓縮器 模塊的匹配。
第二光纖可以與新型展寬器光纖按各種物理配置組合。例如，如 圖13所示，展寬器光纖252和第二光纖254在接合點(diǎn)256處彼此接 合，并一起,皮容納在一個(gè)封裝258中，以4更安裝到CPA系統(tǒng)中?？?供替換地，如圖14所示，展寬器模塊260可包括容納有各個(gè)長度的 展寬器光纖268和第二光纖270的多個(gè)封裝單元262和264，其中， 展寬器光纖268和笫二光纖270在接合點(diǎn)272處接合在一起的?；?新型展寬器光纖和第二光纖的組合的展寬器模塊不僅提供控制可獲得 的HDS的量的靈活性，還提供對(duì)色散和RDS兩者的非常精確的控制，因?yàn)檫@些可通過調(diào)整這兩個(gè)光纖的各自的長度而被分別地控制。
例如，可以通過將展寬器光纖與具有正的色散D和負(fù)的RDS的 第二光纖組合來構(gòu)建其RDS高于單獨(dú)的展寬器光纖的RDS的展寬器 單元。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，展寬器光纖與在高階模式(HOM) 例如LP。2模式下工作的具有正D和負(fù)RDS的光纖裝置組合。該實(shí)施 例中使用的光纖裝置可以以商品名FemtoCompTM從OFS購得。圖 15和16示出通過將新光纖(在1030 nm處，D --164 ps/(nm-km)， RDS-0.0094 nm1 )與FemtoCompTM (在1030 nm處，D = 69 ps/(nm-km)， RDS=-0.0093 nm1)組合如何可以與在1030 nm處的 RDS為0.0025 nm"的光4冊(cè)壓縮器相匹配。
圖15示出新光纖的色散被繪制為波長的函數(shù)(下面的曲線 302 )和FemtoComp 光纖裝置的色散被繪制為的波長的函數(shù)(上 面的曲線304)的曲線圖300。圖16示出包括在入射角為18°、光柵 間隔為0.1 m的條件下工作的1200條線/mm的壓縮器光柵的目標(biāo)色 散-D的曲線312的曲線圖310。圖16還示出通過將119米的新光 纖與142米的FemtoCompTM HOM光纖組合而獲得的色散曲線 314。
可供替換地，可以通過將展寬器光纖與具有負(fù)的色散D和負(fù)的 RDS的第二光纖或光纖裝置組合來構(gòu)建其RDS低于單獨(dú)的展寬器光 纖的RDS的展寬器單元。例如， 一個(gè)這樣的光纖是諸如來自O(shè)FS的 ClearLite 980-14或來自Corning的HI-1060的標(biāo)準(zhǔn)低截止單模光 纖。圖17和18示出如何通過將新光纖(在1030 nm處，D =-164 ps/(謹(jǐn)-km)， RDS-0.0094謹(jǐn)國1)與ClearLiteTM 980-14 (在1030腿 處，D =誦44ps/(nm誦km) ， RDS--0.0041 nm")組合如何可以與在 1030 nm處的RDS為0.0068 nm-km的光柵壓縮器相匹配。
圖17示出了新光纖的色散被繪制為波長的函數(shù)(下面的曲線 322)和ClearLite CL980-14單模光纖的色散被繪制為波長的函數(shù) (上面的曲線324)的曲線圖320。圖18示出列出在入射角為30°、 光柵間隔為0.1 m的條件下工作的1200條線/mm的壓縮器光柵的目標(biāo)色散-D的曲線332的曲線圖330。圖16還示出通過將7.8米的新 光纖與6.5米的ClearLite CL980-14光纖前后組合而獲得的色散曲 線334。已測試了由于接合一定長度的展寬器光纖和一定長度的標(biāo)準(zhǔn)低截 止光纖例如來自O(shè)FS的ClearLiteTM 980-14或來自Corning的HI-1060所產(chǎn)生的接合損失(splice loss)。這些光纖經(jīng)常用于在1000 nm至1100 nm的波帶中工作的光纖激光器。使用與本申請(qǐng)共同被擁 有的美國專利No. 6565269中描述的熱擴(kuò)展模場技術(shù)已經(jīng)說明了 ClearLiteTM 980-14的接合損失為0.17 dB,該美國專利的公開內(nèi)容和 附圖以引用的方式全部并入本文。圖19示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的通用方法350的流程圖。 在步驟351中，提供了一定長度的新型展寬器光纖。在步驟352中， 提供一定長度的第二光纖，該第二光纖的色散和RDS中的至少一個(gè) 與展寬器光纖的不同。在步驟353中，調(diào)整展寬器光纖和第二光纖的 各自長度，使得當(dāng)被接合在一起時(shí)，展寬器光纖和第二光纖組合的總 色散和RDS與所選擇的壓縮器的色散和RDS相匹配。將這樣理解，上述系統(tǒng)和技術(shù)提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)。 與基于光柵的展寬器相比，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)提供對(duì)RDS和色散的 更精確的控制。此外，當(dāng)前描述的系統(tǒng)提供了以下優(yōu)點(diǎn)泉小的尺 寸、更好的穩(wěn)定性、更長的壽命和更低的成本。盡管前述說明部分包括將使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的詳 細(xì)內(nèi)容，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到，該說明部分實(shí)際上是示例性的，而其許多修 改和變形對(duì)于得益于這些教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。 因此，本文的發(fā)明應(yīng)當(dāng)僅僅由所附權(quán)利要求限定，并且這些權(quán)利要求 如現(xiàn)有技術(shù)所允許的一樣被廣義地解釋。
權(quán)利要求
1.一種展寬器光纖，其特征在于芯區(qū)域，具有半徑r1、折射率n1和相對(duì)于外包層區(qū)域的正有效折射率Δn1，所述外包層區(qū)域具有外半徑r0和折射率n0，其中Δn1等于n1-n0；圍繞芯區(qū)域的內(nèi)溝槽區(qū)域，所述溝槽區(qū)域具有外半徑r2、小于n0的折射率n2和等于n2-n0的負(fù)有效折射率Δn2；圍繞所述溝槽區(qū)域的環(huán)形區(qū)域，所述環(huán)形區(qū)域具有外半徑r3、大于n0的折射率n3和等于n3-n0的正有效折射率Δn3；圍繞環(huán)形區(qū)域的外溝槽區(qū)域，所述外溝槽區(qū)域具有外半徑r4、小于n0的折射率n4、和等于n4-n0的負(fù)有效折射率Δn4；圍繞所述外溝槽區(qū)域的外包層區(qū)域；r0、r1、r2、r3、r4、Δn1、Δn2、Δn3和Δn4的值使得光纖具有負(fù)色散，并在所選擇的工作波帶內(nèi)的具體波長處的相對(duì)色散斜率大于0.005nm-1。
2、 如權(quán)利要求1所述的展寬器光纖，其中所選擇的工作波帶在 1000和1100證之間。
3、 如權(quán)利要求1所述的展寬器光纖，其中所述光纖具有在所選 擇的工作波帶以下的截止波長。
4、 如權(quán)利要求1所述的展寬器光纖，其中所迷光纖能夠以小于 0.5 dB的接合損失與具有在工作波帶以下的截止波長的單模光纖相接 合。
5、 如權(quán)利要求l所述的展寬器光纖，其中 r0=0.98 ,;r產(chǎn)3.94拜； r2=5.32拜； r3=7.08拜； r4=62.50 (im;An產(chǎn)21.9xl0"; An2=-8.9xl(T3; An3=6.8xl(T3;以及 An4=-1.0xl(T3。
6、 一種用于脈沖放大系統(tǒng)中的展寬器模塊，該展寬器模塊的特 征在于一定長度的權(quán)利要求1的展寬器光纖、和接合至該展寬器光纖 的第二光纖，所述展寬器模塊的色散和相對(duì)色散斜率能夠通過控制所 述展寬器光纖和所述第二光纖的各自長度來被控制。
7、 如權(quán)利要求6所述的展寬器模塊，其中所述第二光纖具有大 于零的色散和小于零的相對(duì)色散斜率，使得所述展寬器模塊的相對(duì)色 散斜率大于所述展寬器光纖的相對(duì)色散斜率。
8、 如權(quán)利要求6所述的展寬器模塊，其中第二光纖具有小于零 的色散和小于零的相對(duì)色散斜率，使得所述展寬器模塊的相對(duì)色散斜 率小于所述展寬器光纖的相對(duì)色散斜率。
9、 一種用于構(gòu)建在脈沖放大系統(tǒng)中使用的展寬器模塊的方法， 包括(a )提供一定長度的權(quán)利要求1的展寬器光纖；(b) 提供一定長度的第二光纖，該第二光纖的色散和相對(duì)色 散斜率中的至少一個(gè)與所述展寬器光纖的不同；以及(c) 調(diào)整所述展寬器光纖和所述第二光纖的各自長度，使得 當(dāng)被接合在一起時(shí)，所述展寬器光纖和所述第二光纖組合的總色散和 相對(duì)色散斜率與所選擇的壓縮器單元的色散和相對(duì)色散斜率相匹配。
10、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第二光纖具有大于零的 色散和小于零的相對(duì)色散斜率，使得所述展寬器模塊的相對(duì)色散斜率 大于所述展寬器光纖的相對(duì)色散斜率。
11、 如權(quán)利要求9所述的方法，其中第二光纖具有小于零的色散 和小于零的相對(duì)色散斜率，使得所述展寬器模塊的相對(duì)色散斜率小于 所述展寬器光纖的相對(duì)色散斜率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種展寬器光纖和模塊。該展寬器光纖包括芯區(qū)域、內(nèi)溝槽區(qū)域、環(huán)形區(qū)域、外溝槽區(qū)域和外包層區(qū)域。芯區(qū)域具有半徑r₁、折射率n₁和相對(duì)于外包層區(qū)域的正有效折射率Δn₁，所述外包層區(qū)域具有外半徑r₀和折射率n₀，其中Δn₁等于n₁-n₀。內(nèi)溝槽區(qū)域圍繞芯區(qū)域并且具有外半徑r₂、小于n₀的折射率n₂和等于n₂-n₀的負(fù)有效折射率Δn₂。環(huán)形區(qū)域圍繞該溝槽區(qū)域并且具有外半徑r₃、大于n₀的折射率n₃和等于n₃-n₀的正有效折射率Δn₃。外溝槽區(qū)域圍繞環(huán)形區(qū)域并具有外半徑r₄、小于n₀的折射率n₄、和等于n₄-n₀的負(fù)有效折射率Δn₄。外包層區(qū)域圍繞外溝槽區(qū)域。r₀、r₁、r₂、r₃、r₄、Δn₁、Δn₂、Δn₃和Δn₄的值使得光纖具有負(fù)色散，并在所選擇的工作波帶內(nèi)的具體波長處具有大于0.005nm^-1的相對(duì)色散斜率。此外，展寬器可以與第二光纖組合使用，以與所選擇的光柵壓縮器的色散和RDS相匹配。
文檔編號(hào)G02B6/02GK101625436SQ20091015840
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日
發(fā)明者拉斯·格蘭納-尼爾森 申請(qǐng)人:Ofs菲特爾有限責(zé)任公司