增大包層吸收同時保持單模操作的增益產(chǎn)生光纖的制作方法
【專利摘要】在芯區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間設(shè)有溝槽區(qū)的光纖設(shè)計中，增大單模的增益產(chǎn)生光纖的包層吸收。在實現(xiàn)增大包層吸收的同時，保持單模操作。
【專利說明】增大包層吸收同時保持單模操作的增益產(chǎn)生光纖
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]本申請主張在2012年8月29日提交的臨時申請?zhí)?1/694，709，發(fā)明名稱為“DOUBLE CLAD, GAIN PRODUCING FIBERS WITH INCREASED CLADDING AB S ORPTION WHILEMAINTAINING SINGLE MODE OPERATION”的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。此外，本申請同時以申請?zhí)朜0.(T.F.Taunay12)且發(fā)明名稱為 “D0UBLE-CLAD，GAIN-PRODUCING FIBERS WITH INCREASEDCLADDING AB S ORPTI ON WHILE MAINTAINING SINGLE-MODE OPERATI ON，，提交申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及一種支持單信號?；蛏倭啃盘柲５脑鲆娈a(chǎn)生光纖(GPF)，尤其涉及一種被設(shè)計成增大泵浦光的包層吸收，同時保持單信號模操作的GPF。
【背景技術(shù)】
[0004]具有雙包層光纖(DCF)設(shè)計的單模GPF通常應(yīng)用于要求良好光束質(zhì)量的高功率光纖激光器和放大器中。圖7表不一種已知的DCF70,其包括芯區(qū)70.1,圍繞芯區(qū)的內(nèi)包層區(qū)70.3，以及圍繞內(nèi)包層區(qū)的外包層區(qū)70.4。主要由芯區(qū)和內(nèi)包層區(qū)構(gòu)成的波導(dǎo)，被設(shè)計成支持和引導(dǎo)信號光以單模、即優(yōu)選以基模(LPtll)的方式傳播。
[0005]為了在適當(dāng)泵浦時產(chǎn)生增益，向芯區(qū)摻入增益產(chǎn)生物質(zhì)，通常根據(jù)將被放大的信號光或者待生成的激光的波長，摻入一種或多種稀土兀素(例如Er, Yb, Tm, Nd, Ho),或者一種或多種非稀土元素(例如Cr，Bi)?？蛇x的，通過利用玻璃(例如，二氧化硅)光纖中的拉曼效應(yīng)來生成增益。
[0006]經(jīng)由(通過)內(nèi)包層區(qū)耦合(射入)芯區(qū)中的多模泵浦光，從內(nèi)包層區(qū)和外包層區(qū)之間的界面70.5反射，并且隨著其沿光纖軸向下傳播，泵浦光橫穿過芯區(qū)，并被芯區(qū)中的特定雜質(zhì)(例如增益產(chǎn)生物質(zhì))吸收。在此情形中，信號光在(主要)沿著光纖芯區(qū)向下傳播的同時，被泵浦光能量放大。
[0007]放大過程(即，能量從泵浦光轉(zhuǎn)移到信號光)的效率，部分地由稱作(泵浦光)包層吸收率的參數(shù)Odad)來表示
[0008]aclad= ad[Ad/Aclad] (I)
[0009]其中，a d為泵浦光在摻有增益產(chǎn)生物質(zhì)的光纖部分(下面稱作增益區(qū)域；例如，圖7的芯區(qū)70.1)中的材料吸收率，Ad是增益區(qū)域的橫截面面積，并且Adad為內(nèi)包層區(qū)70.3以內(nèi)的整個橫截面面積(例如，對于具有圓形截面的內(nèi)包層區(qū)而言為nDic;2/4)。而材料吸收率由
[0010]CId = NdOd (2)
[0011]定義，其中Nd為增益區(qū)域中增益產(chǎn)生物質(zhì)的體積密度，σ d為在泵浦光波長下增益區(qū)域基質(zhì)(例如晶體或玻璃)中雜質(zhì)的吸收截面。
[0012]增大泵浦光包層吸收是有益的。在光纖激光器和放大器中，對于給定的輸出功率，泵浦光吸收增大表明增益增大，繼而表明，在放大器中可以利用更短的光纖長度、在激光器中可以用更短的空腔諧振器長度獲得所需輸出功率。而更短的光纖長度會減小諸如受激拉曼散射(SRS)的非線性效應(yīng)的發(fā)生，并且有利于改善光纖激光器的功率穩(wěn)定性和長期可靠性。
[0013]公式⑴和⑵看起來似乎建議可以通過簡單地增大光纖的Nd、芯區(qū)70.1中的增益產(chǎn)生物質(zhì)的濃度、或更具體來說摻雜區(qū)域Ad中的增益產(chǎn)生物質(zhì)的濃度來增大包層吸收。然而，對于某些在商業(yè)上很重要的稀土物質(zhì)(特別是Yb)，泵浦光誘發(fā)的光暗化會限制增益產(chǎn)生物質(zhì)的濃度，從而限制了通過簡單地增大濃度來獲得包層吸收。
[0014]另一種增大包層吸收的可選方法是簡單地增大增益區(qū)域的面積；例如，增大芯區(qū)的直徑。然而，當(dāng)芯區(qū)的直徑被增大到過大時，就會對光纖保持單信號模操作的能力造成不利影響；也就是說，允許高階信號模(HOM)傳播。HOM的激發(fā)造成功率不穩(wěn)定，這是人們非常不期望的，并且有可能損壞光纖激光器或放大器的結(jié)構(gòu)。這種對芯區(qū)尺寸的限制，還限制了傳統(tǒng)DCF可獲得的模場直徑(MFD)，這也是不期望的。
[0015]因而，在雙包層GPF中需要在增大包層吸收的同時保持單模操作，并且無需增加增益區(qū)域內(nèi)光纖的增益產(chǎn)生物質(zhì)的濃度。
[0016]還需要一種能支持大約16-20 μ m這樣大的MFD的雙包層GPF。
[0017]另一方面，并非所有的GPF都是包層泵浦的DCF ;有些是通過其他可選的配置進(jìn)行泵浦，諸如芯泵浦設(shè)計，也能利用本發(fā)明的原理，在增大包層吸收的同時保持單模操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]根據(jù)本發(fā)明一個方面，提供一種包層吸收增大且不必增大增益區(qū)域中增益產(chǎn)生物質(zhì)濃度的GPF。這種設(shè)計能增大芯區(qū)的直徑，同時保持MFD和單模操作。單模操作意味著光纖僅支持單信號模(最好是基模)或者少量信號模(最好是基模加上不超過大約1-4個Η0Μ)。最好光纖僅工作在基模下。
[0019]因此，根據(jù)本發(fā)明一個實施例，該GPF包括:具有縱軸的芯區(qū)，和圍繞該芯區(qū)的包層區(qū)。該芯區(qū)和包層區(qū)被配置成支持和引導(dǎo)基橫模信號光(主要)在芯區(qū)中沿軸向傳播。待放大的信號光(或待產(chǎn)生的激光)通常具有大約IOOOnm或以上的波長。該包層區(qū)包括圍繞該芯區(qū)的溝槽區(qū)、圍繞該溝槽區(qū)的內(nèi)包層區(qū)以及圍繞內(nèi)包層區(qū)的外包層區(qū)。在一些實施例(例如DCF)中，該外包層區(qū)的折射率低于內(nèi)包層區(qū)的折射率，內(nèi)包層區(qū)的折射率介于外包層區(qū)與芯區(qū)之間，并且溝槽區(qū)的折射率低于內(nèi)包層區(qū)的折射率。至少芯區(qū)包括至少一種增益產(chǎn)生物質(zhì)，當(dāng)向光纖施加適當(dāng)?shù)谋闷帜芰繒r，例如，當(dāng)經(jīng)由(通過)內(nèi)包層區(qū)將多模泵浦光耦合(輸入)芯區(qū)中時，能為信號光提供增益。將芯區(qū)和包層區(qū)配置成在芯區(qū)中主要引導(dǎo)基模，從而溝槽區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值，小于芯區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值。已經(jīng)證實，對于大多數(shù)采用Yb摻雜芯區(qū)、Tm摻雜芯區(qū)的GPF設(shè)計，以及某些具有Er摻雜芯區(qū)的設(shè)計(特別是那些芯半徑與MFD的比值小于大約0.6的設(shè)計)，這一條件是有效的。
[0020]另一方面，在其他采用摻Er芯區(qū)的GPF實施例中，將芯區(qū)和包層區(qū)也配置成主要在芯區(qū)中引導(dǎo)基模，從而溝槽區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值大于芯區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值。在這些實施例中，芯半徑與MFD的比值大于大約0.6。
[0021]本發(fā)明一些實施例的計算結(jié)果證實實現(xiàn)了包層吸收增大(例如增大大約30% )的單模GPF設(shè)計。計算結(jié)果還表明對于給定的包層吸收，這種GPF設(shè)計的某些實施例減小了由于光暗化引起的光損耗。
[0022]此外，其他計算結(jié)果表明這種GPF設(shè)計的某些實施例能工作在單模下，而不會發(fā)生彎曲損耗增大。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于增大增益產(chǎn)生光纖的包層吸收的方法，包括如下步驟:(a)在芯區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間形成溝槽區(qū)；(b)配置芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)使得:
(i)溝槽區(qū)的折射率小于內(nèi)包層區(qū)的折射率，和(ii)溝槽區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值小于芯區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差的絕對值；以及(c)配置芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)，主要在芯區(qū)中支持和引導(dǎo)信號光的基模，另外可以將泵浦光耦合(輸入)到芯區(qū)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]當(dāng)結(jié)合所附附圖來閱讀【具體實施方式】時，能夠?qū)Ρ景l(fā)明的各個特征和優(yōu)勢獲得更好的理解，其中:
[0025]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雙包層GPF的示意性橫截面；
[0026]圖2示意地表示圖1的GPF的折射率分布；
[0027]圖3中的曲線30示出根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計的階躍折射率芯(SIC)光纖的折射率分布，曲線31是根據(jù)本發(fā)明一個實施例具有溝槽區(qū)的GPF的折射率分布(圖3中所示的兩個光纖都是雙包層GPF，不過為了簡單，沒有表示出外包層區(qū))。圖3的曲線32和33還分別表示出針對SIC光纖和GPF計算出的基模功率。與圖2相比，圖3僅表示第一和第四象限中的折射率分布，應(yīng)當(dāng)理解，第二和第三象限的相應(yīng)分布分別是第一和第四象限的鏡像。注意，折射率銳減34是制造光纖所用的具體工藝帶來的；即由諸如但不限于GeO2或P2O5的芯區(qū)共摻雜質(zhì)的部分氣化所引起的燒離效應(yīng)。
[0028]圖4表示在600nm到IlOOnm范圍的泵浦光波長處，由于泵浦光的吸收所導(dǎo)致的光暗化；即光(信號)損耗的曲線。曲線40表示針對標(biāo)準(zhǔn)SIC光纖(圖3的折射率分布30)的結(jié)果，而曲線41表示針對本發(fā)明的GPF (圖3的分布31)的結(jié)果；
[0029]圖5的不意性框圖表不米用本發(fā)明一個實施例的GPF的不例性光纖放大器；
[0030]圖6的示意性框圖表示采用本發(fā)明一個實施例的GPF的示例性包層泵浦的光纖激光器；和
[0031]圖7是根據(jù)傳統(tǒng)(現(xiàn)有技術(shù))設(shè)計的雙包層GPF的示意性橫截面。
[0032]上述多個特征被示意地表示而未按照比例表示，和/或為了說明的簡要和清楚，不包括實際光纖或產(chǎn)品的所有細(xì)節(jié)。
[0033]術(shù)語
[0034]彎曲:宏彎曲通常指的是當(dāng)光纖彎曲、纏繞或卷曲時發(fā)生的簡單彎曲，從而沿其至少一部分長度其曲率是相對恒定的。相反，當(dāng)在每個具體光纖的絕熱長度尺度內(nèi)(例如，沿光纖長度為毫米量級或更小的尺寸)曲率明顯改變時，發(fā)生微彎曲。例如，在標(biāo)準(zhǔn)微彎曲試驗中通過將光纖壓入砂紙而形成這種微彎曲。
[0035]中心波長:在本文中提到波長時指的是具體光發(fā)射的中心波長，應(yīng)當(dāng)理解，所有這些發(fā)射都具有包括在中心波長上下的已知波長范圍的特征譜線寬度。
[0036]玻璃纖維:此處所述類型的光纖通常由玻璃(例如二氧化硅)制造而成，其中，如本領(lǐng)域中公知的，通過一種或多種雜質(zhì)(例如P，Al，Ge, F，Cl)的量和種類，或者通過光纖制造過程中合并入的空穴，來控制芯區(qū)和包層區(qū)的折射率。如本領(lǐng)域所公知的，這些折射率以及芯/包層區(qū)的厚度/直徑，決定了重要的工作參數(shù)。為了使這種玻璃纖維在適當(dāng)泵浦時產(chǎn)生增益，還向它們摻入一種或多種增益產(chǎn)生物質(zhì)[稀土物質(zhì)(例如Er，Yb，Tm, Dy，Ho等)或非稀土元素(例如Bi, Cr)]。
[0037]折射率(Index):術(shù)語折射率表示折射率。在特定區(qū)域(例如包層區(qū))包括微結(jié)構(gòu)[例如，被填充(例如通過低折射率氣體、液體或固體)或未被填充(例如空氣孔)的孔]的設(shè)計中，該區(qū)域的折射率指的是光在該區(qū)域傳播時的平均折射率。
[0038]折射率分布:圖2-3的示意性折射率分布表示在光纖中可觀察到的實際折射率微小改變的平均值。此外，盡管可以將折射率分布的多個區(qū)域表示成矩形，不過，這些區(qū)域的邊界并非必須是水平或垂直的；一個或多個邊界可以是傾斜的，例如區(qū)域可以是梯形或三角形。
[0039]LMA:在高功率應(yīng)用中，將大模場面積(LMA)光纖定義為基模有效面積大于或基本等于90λ2，其中λ是信號波長。例如，在1060nm(l.06μπι)波長處，大約ΙΟΟμπι2或更大的有效區(qū)域構(gòu)成了大模區(qū)域，而在1550nm(l.55μπι)波長處，216 μ m2或更大的有效區(qū)域構(gòu)成了大模區(qū)域。
[0040]M2:LMA光纖的光學(xué)性質(zhì)對其橫向折射率分布的細(xì)節(jié)很敏感?，F(xiàn)有知識表明人們所期望的LMA光纖具有M2非常接近于1.0的基模，這意味著當(dāng)假設(shè)芯區(qū)內(nèi)部的橫向折射率分布基本均勻，即在芯區(qū)的橫截面內(nèi)折射率分布基本均勻時，基橫模的光場在形狀上非常接近于高斯函數(shù)。M2表征了模場與真正高斯函數(shù)之間的相似度。更具體而言，對于具有高斯形狀的某一模，M2 = 1.0，對于所有其他模場形狀，M2 > 1.0。
[0041]M2定義了光纖的基橫模與理想高斯函數(shù)的相似度，如P.A.Belanger在OpticalEngineering，第32卷，第9期，第2107-2109頁(1993)中所述，該文獻(xiàn)在此引作參考。(盡管本文為階躍折射率光纖的LPtll基模定義了 M2，不過該定義對于此處所述的所有光纖都是有效的。)理論上，M2可以任意大，不過在實際上對于GPF來說，M2通常介于大約I <M2< 10的范圍內(nèi)。此外，例如，通常認(rèn)為M2~1.06較小，在某種意義上說是M2~1.0，而認(rèn)為M2~1.3較大，在某種意義上說是M2 >>1.0。
[0042]當(dāng)M2非常接近1.0時，從光纖發(fā)射出的光束可以被有效地準(zhǔn)直或被緊湊地聚焦成衍射極限光斑。
[0043]因而，M2是一種公知的通常被稱作光束質(zhì)量的測量值。
[0044]模:術(shù)語模表示電磁波(例如信號光，其包括光放大器情形中被放大的信號光或激光器情形中的受激發(fā)射)的橫模。
[0045]模尺寸:光學(xué)模的尺寸用其有效面積Aeff來表示，由下式給出:
[0046]
【權(quán)利要求】
1.一種增益產(chǎn)生光纖，包括: 具有縱軸的芯區(qū)， 圍繞所述芯區(qū)的包層區(qū)，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成支持和引導(dǎo)基橫模的信號光沿所述軸的方向傳播， 所述包層區(qū)包括圍繞所述芯區(qū)的溝槽區(qū)、圍繞所述溝槽區(qū)的內(nèi)包層區(qū)和圍繞所述內(nèi)包層區(qū)的外包層區(qū)，所述內(nèi)包層區(qū)的折射率低于所述芯區(qū)的折射率，所述溝槽區(qū)的折射率低于所述內(nèi)包層區(qū)的折射率， 至少所述芯區(qū)包括至少一種增益產(chǎn)生物質(zhì)，當(dāng)向所述光纖施加適當(dāng)?shù)谋闷帜芰繒r，為所述信號光nm提供增益 ，以及 所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成使得基模主要在所述芯區(qū)中被引導(dǎo)，并且所述溝槽區(qū)與所述內(nèi)包層區(qū)的折射率差A(yù)nta的絕對值小于所述芯區(qū)與所述內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差八11。_的絕對值，從而與不具有所述溝槽區(qū)的相應(yīng)的增益產(chǎn)生光纖相比，能同時增大所述芯區(qū)的直徑和所述光纖的包層吸收，同時保持所述信號光的單模操作。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述增益產(chǎn)生物質(zhì)為信號波長為大約1000nm或以上的所述信號光提供增益。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，至少所述芯區(qū)摻有Tm，所述基模的特征在于模場直徑(MFD)為大約8-20μπι，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成使得與不具有所述溝槽區(qū)的所述相應(yīng)的增益產(chǎn)生光纖相比，所述包層吸收增大大約41-53%。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖，其中，所述芯區(qū)的半徑為大約3.5-11.0 μ m，所述芯區(qū)的折射率差異為大約2.3-16.0 X 10_3，所述溝槽區(qū)的折射率差異為大約-1.0 X 10_3到-7.0X 10_3，并且所述溝槽區(qū)的最小寬度為大約3.0-6.0 μ m。
5.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述溝槽區(qū)的至少一部分還包括至少一種增益產(chǎn)生物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述增益產(chǎn)生光纖包括雙包層光纖，并且其中所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)包括二氧化硅，并且所述外包層區(qū)選自低折射率聚合物、向下?lián)诫s的二氧化硅和空氣包層結(jié)構(gòu)組成的組。
7.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)被配置成使得與不具有所述溝槽區(qū)但具有類似MFD的光纖相比，所述光纖的包層吸收(Cicdad)增加至少大約30%，其中adad= a d(Ad/Aclad), a d為所述光纖的包括增益產(chǎn)生物質(zhì)的區(qū)域的吸收系數(shù)，Ad為所述光纖的包括增益產(chǎn)生物質(zhì)的區(qū)域的橫截面面積，并且Adad為包含在所述外包層內(nèi)的所述光纖的總橫截面面積。
8.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成僅支持和引導(dǎo)所述信號光的所述基模。
9.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成支持和引導(dǎo)所述信號光的所述基模以及不超過大約1-4個模。
10.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，所述增益產(chǎn)生光纖包括雙包層光纖，并且其中由多模泵浦光源提供所述泵浦能量，并且所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成，使所述泵浦光能通過所述內(nèi)包層區(qū)耦合到所述芯區(qū)中。
11.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，至少所述芯區(qū)摻有Er，所述基模的特征在于模場直徑(MFD)為大約9-20 μ m，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成使得與不具有所述溝槽區(qū)的所述相應(yīng)的增益產(chǎn)生光纖相比，所述包層吸收增大大約76-98%，并且所述芯區(qū)的半徑與所述MFD的比值小于大約0.6。
12.如權(quán)利要求11所述的光纖，其中，所述芯區(qū)的半徑為大約4.3-11.8 μ m，所述芯區(qū)的折射率差異為大約1.0-4.5X 10_3，所述溝槽區(qū)的折射率差異為大約-1.0X 10_3到-4.0X 10_3，并且所述溝槽區(qū)的最小寬度為大約2.0-5.0ym0
13.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中，至少所述芯區(qū)摻有Er，所述基模的特征在于模場直徑(MFD)為大約9-20 μ m，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成使得與不具有所述溝槽區(qū)的所述相應(yīng)的增益產(chǎn)生光纖相比，所述包層吸收增大大約76-98%，并且所述芯區(qū)的半徑與所述MFD的比值大于大約0.6。
14.如權(quán)利要求13所述的光纖，其中，所述芯區(qū)的半徑為大約5.7-13 μ m，所述芯區(qū)的折射率差異為大約1.0-4.5X10_3，所述溝槽區(qū)的折射率差異為大約-2.0X10_3到-6.0X 10_3，并且所述溝槽區(qū)的最小寬度為大約3.0-8.0 μ m。
15.—種光學(xué)設(shè)備,包括: 根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的光纖，用于響應(yīng)于所施加的泵浦光，對耦合到所述芯區(qū)中的所述信號光進(jìn)行放大， 所述泵浦能量的源，所述泵浦能量通過所述內(nèi)包層區(qū)耦合到所述芯區(qū)中。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述泵浦能量的泵浦源提供多模泵浦光，并且所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于將所述泵浦光和所述信號光耦合到所述芯區(qū)中的組合器。
17.如權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述光纖、所述源和所述組合器被配置成光放大器。
18.—種光學(xué)設(shè)備,包括: 空腔諧振器， 設(shè)置在所述諧振器內(nèi)的根據(jù)權(quán)利要求1-14中任一項所述的光纖，以及 耦合器，用于將泵浦能量通過所述內(nèi)包層區(qū)耦合到所述芯區(qū)中，從而在所述芯區(qū)中以受激發(fā)射的方式產(chǎn)生所述信號。
19.如權(quán)利要求18所述的光學(xué)設(shè)備，其中，所述光纖、所述諧振器和所述耦合器被配置成激光器。
20.一種增大增益產(chǎn)生光纖的包層吸收的方法，所述增益產(chǎn)生光纖包括增益產(chǎn)生芯區(qū)、圍繞所述芯區(qū)的內(nèi)包層區(qū)和圍繞所述內(nèi)包層區(qū)的外包層區(qū)，所述方法包括如下步驟: (a)在所述芯區(qū)與所述內(nèi)包層區(qū)之間形成溝槽區(qū)；所述芯區(qū)的直徑大于不具有溝槽區(qū)的相應(yīng)增益產(chǎn)生光纖的芯區(qū)的直徑； (b)將所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)配置成使得:(i)所述溝槽區(qū)的折射率小于所述內(nèi)包層區(qū)的折射率，和(ii)所述溝槽區(qū)與內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差A(yù)nfe小于所述芯區(qū)與所述內(nèi)包層區(qū)之間的折射率差A(yù)neme ;和 (C)將所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)配置成使得在所述芯區(qū)中支持和引導(dǎo)信號光的基模，從而能夠?qū)⑺霰闷止怦詈系剿鲂緟^(qū)中。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括至少向所述芯區(qū)摻入增益產(chǎn)生物質(zhì)的步驟，從而為信號波長為大約1000nm或以上的所述信號光提供增益。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，步驟(a)，(b)和(c)配置所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和包層區(qū)，使得所述基模的特征在于模場直徑(MFD)為大約6-20 μ m，所述芯區(qū)和包層區(qū)被配置成使得所述包層吸收增大大約26-98%。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，步驟(a)形成所述溝槽區(qū)，使得所述溝槽區(qū)的至少一部分還包括至少一種增益產(chǎn)生物質(zhì)。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述光纖包括雙包層光纖，并且步驟(a)，(b)和(c)配置所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)包括二氧化硅，并且所述外包層區(qū)選自低折射率聚合物、向下?lián)诫s的二氧化硅和空氣包層結(jié)構(gòu)組成的組。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，步驟(a)，(b)和(c)配置所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)，以便與不具有所述溝槽區(qū)的類似光纖相比，所述光纖的包層吸收(a。-)增加至少大約30%，其中a clad = a d(Ad/Aclad)，a d為所述光纖的包括增益產(chǎn)生物質(zhì)的區(qū)域的吸收系數(shù)，Ad為所述光纖包括增益產(chǎn)生物質(zhì)的區(qū)域的橫截面面積，并且Adad為包含在所述外包層內(nèi)的所述光纖的總橫截面面積。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，步驟(a)，(b)和(C)配置所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)，使得所述光纖僅支持和引導(dǎo)所述信號光的所述基模。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，步驟(a)，(b)和(c)配置所述芯區(qū)、溝槽區(qū)和內(nèi)包層區(qū)，從而所述光纖支持和引 導(dǎo)所述信號光的所述基模以及不超過大約1-4個模。
【文檔編號】G02F1/39GK103698844SQ201310485694
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】蒂里·F·陶內(nèi)伊 申請人:Ofs飛泰爾公司