CN111399112B - 具有可变吸收能力的光纤 - Google Patents

具有可变吸收能力的光纤 Download PDF

Info

Publication number
CN111399112B
CN111399112B CN202010002360.0A CN202010002360A CN111399112B CN 111399112 B CN111399112 B CN 111399112B CN 202010002360 A CN202010002360 A CN 202010002360A CN 111399112 B CN111399112 B CN 111399112B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
optical fiber
inserts
longitudinal length
pump light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010002360.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111399112A (zh
Inventor
V.佩蒂特
M.H.穆恩德尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lumentum Operations LLC
Original Assignee
Lumentum Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lumentum Operations LLC filed Critical Lumentum Operations LLC
Publication of CN111399112A publication Critical patent/CN111399112A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111399112B publication Critical patent/CN111399112B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02376—Longitudinal variation along fibre axis direction, e.g. tapered holes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03694—Multiple layers differing in properties other than the refractive index, e.g. attenuation, diffusion, stress properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/036—Optical fibres with cladding with or without a coating core or cladding comprising multiple layers
    • G02B6/03616—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference
    • G02B6/03661—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only
    • G02B6/03672—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 4 layers only arranged - - + -
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06745—Tapering of the fibre, core or active region

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

光纤可以包括掺杂了一种或多种活性离子以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端的纤芯，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端的包层，和形成在围绕纤芯的包层中的一个或多个插入部。一个或多个插入部每一个可以具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构(例如截面尺寸、螺距和/或诸如此类)，其可以使得沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。

Description

具有可变吸收能力的光纤
技术领域
本发明通常涉及光纤，且更具体地，涉及沿纵向长度具有可变吸收力的光纤。
背景技术
在光纤中，衰减是是指在光在光纤中传播时减小屈光力的强度或损耗。通常，衰减是通过吸收、散射、弯曲损耗和/或诸如此类。例如，由于吸收光功率并吸收的光功率转换为另一能量形式(例如热量)的光纤中的材料、由于分子共振、波长杂质和/或诸如此类，吸收会在光传输期间在光纤中造成信号损耗。
发明内容
根据一些实施方式，光纤可以包括：纤芯，掺杂有一种或多种活性离子，以将信号光从光纤的输入端引导到光纤的输出端；包层，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端；和一个或多个插入部，形成在围绕纤芯的包层中，其中一个或多个插入部每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，且其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。
根据一些实施方式，一种方法可以包括：在包括纤芯区域和围绕纤芯区域的包层区域的预成型件中，在包层区域中形成一个或多个孔；和对预成型件拉丝以形成光纤，该光纤包括在纤芯区域中形成的纤芯、在包层区域中形成的包层、和形成在一个或多个孔中的一个或多个插入部，其中对预成型件拉丝包括在对预成型件拉丝的同时沿光纤的纵向长度改变一个或多个插入部的几何结构。
根据一些实施方式，一种方法可以包括：降低要被泵浦到可变吸收光纤中的泵浦光中子午模态的布居数，该光纤具有掺杂了一种或多种活性离子的纤芯和围绕纤芯的包层，以将泵浦光从可变吸收光纤的输入端引导到可变吸收光纤的输出端，其中泵浦光中子午模态的布居数相对于围绕纤芯的包层所支持的模态的均匀混合而言减小；和使得泵浦光在子午模态的布居数减小之后泵浦到可变吸收光纤中，其中可变吸收光纤包括一个或多个插入部，所述插入部形成在围绕纤芯的包层中且具有的几何结构使得能沿可变吸收光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。
附图说明
图1A-1B是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的一个或多个示例性实施方式的示例性截面图。
图2是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性纵向视图。
图3是预成型件的示例性实施方式的视图，其可用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤。
图4是用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。
图5是用于使用具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。
具体实施方式
示例性实施方式的以下详细描述参照了附随的附图。相同附图标记在不同附图中可以表示相同或相似的元件。
掺杂的有源光纤通常具有每单位长度的恒定吸收率。例如，如果吸收率是每厘米百分之一(1)，掺杂有源光纤通常在第一厘米光纤中吸收输入光的1％，在第二厘米光纤中吸收剩余输入光的1％，以此类推。结果，在掺杂有源光纤从一端泵浦时，与光纤的中间和远端相比，在泵浦端存在更大的总吸收、加热、反转(inversion)和光暗化。因此，激光器的性能在泵浦端处受到光纤的限制，且许多光纤基本上未被充分使用。例如，在双包层光纤激光器中，泵浦光通常在有源光纤的一端发射，且泵浦光被沿有源光纤的长度吸收，泵浦功率基本遵循比耳定律行为(负指数)。因此，有源光纤的泵浦输入端呈现更高的泵浦密度，造成通常更高的布居数反转(inversion of population)、更高的光暗化率、更高的温度升高、对不稳定性的更高易感性和/或诸如此类。这些效应对光纤激光器的功率可缩放性(powerscalability)造成困难。
通常，降低前述效应的一种方式是沿光纤的长度控制光纤的吸收，使得在整个光纤长度上布居数反转、光暗化率、温度上升和不稳定易感性保持在可接受界限内。然而，因为光纤制造过程的特点(例如一(1)米长的预成型件通常提供约一(1)千米，对应于约100个光纤激光器)，在预成型件材料沉积时在一个光纤激光器长度上改变纤维芯部的吸收并不简单。因而，控制光纤吸收的一个技术可以是将具有不同活性离子浓度和/或不同有源纤芯直径的多个光纤制造并拼接在一起，而不是使用单个有源光纤。在这种情况下，第一光纤提供较低的吸收系数，以针对第一光纤中的更高泵浦密度进行补偿，且后续的光纤具有渐进地变高的吸收。但是，该技术存在一些缺陷，包括光纤温度在每一个拼接部擦将突然地上升，且至少两个不同的有源光纤必须被并行加工。这进一步使得有源预成型件和光纤处理(拼接)的制造复杂化，且因此增加生产成本。另外，每一处拼接对拼接点处的光纤中的信号和泵浦均造成显著损耗，这减少系统效率。进一步地，每一处拼接是潜在的故障点，这减小系统可靠性。
除了纤芯尺寸和活性离子浓度，影响有源光纤(例如双包层或三包层有源光纤)中的泵浦吸收的另一因素是泵浦扰乱的水平。例如，在具有中心定位纤芯的圆光纤中，由于旋转对称性，大部分泵浦模态不会极大地与纤芯重叠。如果泵浦光均匀地发射到泵浦引导内包层区域中，则一旦与纤芯重叠的小部分泵浦光(子午模态(meridional mode))被吸收，残余泵浦光处于让纤芯沿轨道运动(偏模态(skew mode))且具有非常低的吸收的模态。在非保偏光纤中，该问题的一个方案是对内包层使用非圆形状，例如六边形或八边形形状。让光纤成形为并非圆形或椭圆形可以去除子午模态和偏模态，使得所有模态具有大量的纤芯重叠和相对均匀的吸收。该效果称为泵浦扰乱(pump scrambling)。
在内包层具有大熊猫型(large Panda-style)(例如保偏和吸收降低)的应力棒(stress rod)的保偏双包层光纤中，应力棒通常具有不同于周围玻璃的折射率。应力棒因此破坏泵浦区域的对称性并引起与非保偏光纤的非圆形状相似水平的泵浦扰乱。结果，大部分保偏双包层光纤使用圆内包层形状且依赖于用于泵浦扰乱的应力棒。因而，在保偏光纤和非保偏光纤中，泵浦扰乱的效力取决于从圆内包层离开的强度。例如，使用具有非常小应力棒的二十边形或熊猫型结构通常不会造成显著的泵浦扰乱。
本文所述的一些实施方式涉及光纤，其沿光纤纵向长度具有可变吸收能力。例如，在本文进一步详细描述的，光纤可以具有这样的设计，其允许泵浦吸收率沿光纤的每一可用长度纵向逐渐调节，其中光纤中的纤芯材料沿纵向长度是常规且均匀的。在一些实施方式中，可以通过在制造过程期间通过沿光纤的纵向长度调整几何结构并在光纤的内包层中使用一个或多个插入部或孔，以便调节泵浦扰乱率，从而调节吸收率。例如，在一些实施方式，插入部(一个或多个)可以具有沿光纤的纵向长度变化的截面尺寸、螺距和/或诸如此类，以改变泵浦扰乱率且由此调节光纤吸收(例如在泵浦被启动的输入端处具有被最小化的扰乱和吸收，且在泵浦功率相对低的相反(例如输出)端处被最大化的扰乱和吸收)。另外或替换地，一个或多个插入部可以具有比内包层更高的折射率，这可以使得插入部在光纤的输入端附近捕获泵浦光并将被捕获的泵浦光向下游释放到内包层，以被吸收。在这种情况下，插入部可以在光纤的输入端处具有较大的截面且截面尺寸可以在捕获的泵浦光被释放的点处渐缩。在下文还提供了用于制造或制作具有可变吸收能力的光纤和用于使用具有可变吸收能力的这种光纤的各种过程。
图1A-1B是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的一个或多个示例性实施方式的示例性截面图。例如，在一些实施方式中，光纤可以是双包层光纤(例如图1A所示的)或三包层光纤(例如图1B所示的)，用于改善泵浦功率处理。
如图1A所示，具有可变吸收能力的光纤可以包括掺杂一种或多种活性离子以从光纤输入端向光纤输出端引导信号光的纤芯102，围绕纤芯102以从光纤输入端向光纤输出端引导泵浦光的内包层104，围绕内包层104的泵浦包层106，围绕泵浦包层106的光纤涂层108，和形成在内包层104中的一个或多个插入部110。在一些实施方式中，泵浦包层106可以是用于引导泵浦的凹陷型包层(depressed clad)，且可以包括凹陷型玻璃包层、低折射率涂层、低折射率玻璃、空气包层和/或诸如此类。进而，在一些实施方式中，光纤涂层108可以包括低折射率涂层材料、高折射率涂层材料、和/或诸如此类。
在一些实施方式中，一个或多个插入部110可以是实心插入部、中空孔或填充有液体或气体(例如空气)的空腔，和/或诸如此类，且插入部(一个或多个)110可以形成在引导泵浦的内包层104中，以用作抗引导部。进而，一个或多个插入部110可以每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，且一个或多个插入部110的变化几何根据可以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。例如，在一些实施方式中，一个或多个插入部110可以具有沿光纤的纵向长度变化的截面尺寸，以改变泵浦扰乱率且由此沿光纤的纵向长度调节泵浦光的吸收。在这种情况下，光纤可以包括被布置为输入端的第一端112。泵浦光在输入端处发射到光纤中，且一个或多个插入部110可以具有相对更小的截面尺寸，以在输入端处实现最小的扰乱和/或中等的吸收。在相反端114处(在该例子中其可以配置为输出端)，插入部110可相对较大，以便在泵浦功率较低的情况下使得扰乱和/或吸收最大化。在一些实施方式中，插入部110可在光纤的第一端112处渐缩为零，例如在一个或多个插入部110中空且填充有空气或另一合适气体时。
通常，光纤可包括任何合适量的插入部110。例如，尽管图1A示出了具有两个插入部110的示例性双包层光纤，但是在其他设计中，光纤可以是三包层光纤，用于改善泵浦功率处理。另外或替换地，光纤可以具有一个插入部110，多于两个的插入部110和/或诸如此类。例如，图1B示出了用于具有可变吸收能力的光纤的其他可行设计。例如如附图标记120所示，光纤可以具有带三个插入部110的三包层设计。在另一例子中，如附图标记130所示，光纤可以具有带四个插入部110的三包层设计。
如上所述，图1A-1B仅作为一个或多个例子提供。其他例子可以与针对图1A-1B所述的不同。
如上所述，在一些实施方式中，形成在内包层104中的一个或多个插入部110可以具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，且一个或多个插入部110的变化几何结构可以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。图2是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性纵向视图200。
例如，在图2中，一个或多个插入部110的截面尺寸可以沿光纤的纵向长度210变化，以沿光纤的纵向长度210改变泵浦扰乱率并由此调节吸收能力。因而，在端部112处发射泵浦的系统中，一个或多个插入部110具有相对更小的截面尺寸，用于实现最小的扰乱和中等吸收，且一个或多个插入部110的截面尺寸沿光纤的纵向长度210逐渐增加，在远(例如输出)端114处到达最大截面尺寸，以在泵浦功率较低的情况下使得吸收最大化。通常，一个或多个插入部110的截面尺寸的逐渐增加可以使得泵浦扰乱率从发射泵浦的端部112向远(例如输出)端114逐渐增加，由此沿纵向长度210使得泵浦光的吸收增加。
在一些实施方式中，一个或多个插入部110可以具有比内包层104的折射率更低的折射率，以便避免在一个或多个插入部110中捕获泵浦功率。例如，在内包层104是未掺杂的熔融石英包层时，可用于一个或多个插入部110的合适的低折射率材料可以包括掺杂硼的熔融石英，掺杂氟的熔融石英，铝和磷共掺杂的熔融石英、空气或其他气体、水、低折射率液体和/或诸如此类。替换地，在内包层104是掺杂内包层的情况下，一个或多个插入部110可以用任何合适掺杂物(一种或多种)制造，所述掺杂物具有比内包层104低的折射率且使得一个或多个插入部110能用作抗引导部。
替换地，在一些实施方式中，一个或多个插入部110可以具有比内包层104的折射率更高的折射率，以在一个或多个插入部110中捕获泵浦功率。例如，一个或多个插入部110可以使用上掺杂物(up-dopant)，例如锗、铝、磷、钛、稀土元素或稀土金属和/或诸如此类，其可以使得泵浦光被捕获在一个或多个插入部110中。在这种情况下，泵浦光可以在端部114处泵浦到光纤中，在该端部处一个或多个插入部110具有较大截面尺寸，且被捕获的泵浦光可以向下游释放到内包层104中以被吸收，其中一个或多个插入部110的截面尺寸渐缩。因而，在该例子中，可以通过在端部114(在该处泵浦光被泵浦到光纤中)形成具有较大截面尺寸的一个或多个插入部110和通过在释放被捕获泵浦功率的点的下游将一个或多个插入部110的截面尺寸渐缩，调制沿光纤的纵向长度210的泵浦光吸收。
在一些实施方式中，泵浦光可以在沿光纤的纵向长度210的多个位置处被泵浦到光纤中，且一个或多个插入部110的几何结构可以沿光纤的纵向长度210变化，以在泵浦光被泵浦到光纤中的所述多个位置附近的一个或多个区域中提供减小的泵浦光吸收。
例如，在一些实施方式中，光纤可以从两端112、114泵浦，在这种情况下吸收可以被调节为在端部处最低且在光纤的纵向长度210的中间最高。例如，在一个或多个插入部110具有比内包层104低的折射率且配置为通过改变泵浦扰乱率而沿光纤的纵向长度210调节吸收的情况下，一个或多个插入部110的截面尺寸可以在端部112处相对小(或一直渐缩到零，例如在一个或多个插入部110是中空的且填充有气体时)，且一个或多个插入部110的截面尺寸可以逐渐增加，直到在光纤的纵向长度210的中点处达到最大。一个或多个插入部110的截面尺寸可以随后朝向另一端114渐缩，由此在两端112处吸收低且在光纤的纵向长度210的中点处吸收高。替换地，在一个或多个插入部110具有比内包层104更高的折射率且配置为通过捕获泵浦光和向下游释放被捕获的泵浦光而沿光纤的纵向长度210调节吸收的情况下，一个或多个插入部110的截面尺寸可以在两端112、114相对大，以在泵浦端部112、114附近捕获更多泵浦光，且一个或多个插入部110的截面尺寸可以逐渐减小，直到在光纤的纵向长度210的中点(在该处释放被捕获的泵浦功率)处达到最小。以此方式，吸收能力可以在两端112处低而在光纤的纵向长度210的中点处高。
在另一例子中，光纤可以在沿光纤的纵向长度210的一个或多个点处是侧面泵浦的(side-pumped)。在这种情况下，一个或多个插入部110的截面尺寸可以被调节为在泵浦功率耦合到光纤中的每一个点处和附近提供更少的吸收。例如，在通过改变泵浦扰乱率而调制沿光纤的纵向长度210的吸收的情况下，一个或多个插入部110的截面尺寸可以在泵浦功率耦合到光纤中的每一个点处和附近最小。替换地，在通过捕获泵浦光并向下游释放被捕获的泵浦光而调制吸收的情况下，一个或多个插入部110的截面尺寸可以在泵浦功率耦合到光纤中的每一个点处和附近相对最大。
在一些实施方式中，一个或多个插入部110的几何结构可以以各种其他方式沿光纤的纵向长度210变化(例如除了改变一个或多个插入部110的截面尺寸以外和/或代替该方式)。例如，在一些实施方式中，一个或多个插入部可以具有螺旋构造(例如具有螺旋或螺形形状或形式)，而不是图2所示的直纵向构造，且螺旋构造可以影响泵浦扰乱率且因此沿光纤的纵向长度210调制吸收。在这种情况下，一个或多个插入部110可以具有更小的尺寸，或可以使用更少的插入部。另外或替换地，除了改变一个或多个插入部110的截面尺寸以外和/或代替带方式，一个或多个插入部110的螺距(例如一个完整螺旋的高度，是平行于螺旋的轴线测量的)可变化以调制泵浦扰乱率。例如，在一些实施方式中，更高旋转(例如更短的螺距)通常可以实现增加的扰乱率(且由此增加吸收)。
在一些实施方式中，一个或多个插入部110的定位会进一步沿光纤的纵向长度210影响泵浦扰乱率(并由此影响吸收)。例如，在一些实施方式中，一个或多个插入部110可以定位在纤芯102附近，以便仅扰乱低阶偏模态，同时允许高阶偏模态，以继续不受扰乱地传播。替换地，一个或多个插入部110可以定位在内包层104的周边附近，以影响所有泵浦模态，但是高阶模态会比低阶模态更易受影响。
进而，在一些情况下，光纤弯曲会沿光纤的纵向长度210影响泵浦扰乱率(和由此影响吸收)。因而，在光纤的期望低吸收能力的部分中(例如在输入端附近)，应注意，光纤不经历不适当地尖锐弯曲。在期望高泵浦吸收的部分中，可容忍更大的光纤弯曲，且实际上除了改变一个或多个插入部110的几何结构外，可以使用更大的光纤弯曲，以增加泵浦扰乱、增加被捕获泵浦光的释放和/或诸如此类。但是，通常，尖锐的光纤弯曲被最小化，因为尖锐的光纤弯曲还会造成纤芯102中的信号损耗以及机械应力并降低光纤寿命。
在一些实施方式中，在光纤是保偏光纤的情况下，可以使用额外的技术来降低或消除由于应力棒造成的泵浦扰乱。例如，在一些实施方式中，可以通过使用更小的应力构件、将应力构件定位为靠近纤芯102、用具有的折射率与形成周围包层104的材料折射率相等的材料形成应力构件、使用不依赖于分立的应力构件的保偏设计和/或诸如此类来减小或消除由于应力棒造成的泵浦扰乱。
在操作中，进入可变吸收能力光纤的泵浦光可以相对于内包层104所支持的模态的均匀混合具有降低水平的子午模态。以其他方式，如果进入光纤的泵浦光应具有模态的均匀混合，则在子午模态耗尽且吸收减小到期望水平(如光纤输入端附近的插入部110几何结构所控制的那样，(例如由于插入部110具有更小截面尺寸、较大螺距和/或诸如此类以在光纤输入端附近提供低泵浦扰乱率，由于插入部110具有比内包层104更高的折射率和在光纤输入端附近具有更大截面尺寸，以便提供捕获泵浦光(其要向下游释放)的增加能力和/或诸如此类))之前，由于子午模态的吸收，可以在光纤的开始长度中存在高吸收和高加热。
在一些实施方式中，可使用各种技术，以在泵浦光进入光纤之前降低泵浦光中的子午模态的布居数(population)。例如，在一些实施方式中，泵浦光可以从光纤泵浦合束器输送，所述光纤泵浦合束器布置为将来自多个光纤耦合泵浦二极管的输出合并到一个光纤中。在这种情况下，光纤泵浦合束器可以设计为具有扭绞结构，其优选进行偏模态布居(populate)，以便降低泵浦光中的子午模态水平。另外或替换地，微结构的泵浦输送光纤可用于优选布居偏模态且由此降低泵浦光中的子午模态水平。另外或替换地，子午模态可使用短长度的非扰乱或低扰乱有源光纤而从均匀混合泵浦分配耗尽，该有源光纤可以具有比可变吸收光纤更低掺杂和/或更小直径的纤芯，使得由于子午模态造成的光纤开始长度处的吸收率是可接受的。
例如，在一些实施方式中，短长度的非扰乱或低扰乱有源光纤可以是用在单体主振荡器功率放大器(master-oscillator-power-amplifier：MOPA)光纤结构中的预放大器光纤或振荡器光纤。在这种情况下，泵浦光可以进入主振荡器有源光纤的的开始长度，其可以在圆内包层中具有小单模纤芯(例如用于1080纳米激光器的10微米)，而没有(或存在低的)泵浦扰乱。因而，主振荡器有源光纤的开始长度在吸收子午泵浦模态的同时不经历不可接受的高吸收。泵浦光可以离开主要耗尽了子午模态的主振荡器有源光纤并随后进入功率放大器光纤，功率放大器光纤可以具有相对较大的纤芯(例如20到50微米)和可变吸收设计，如本文所述。因为在进入功率放大器光纤的泵浦光中存在很少的子午光(meridionallight)，发射到功率放大器光纤中的吸收率可通过插入部110的几何结构控制(例如通过基于插入部110的螺距和/或截面尺寸控制泵浦扰乱率，通过基于插入部110的折射率和/或截面尺寸控制捕获泵浦光的比率，和/或诸如此类)。在一些实施方式中，在泵浦光沿功率放大器光纤的长度(例如沿纵向长度210)耗尽时，插入部110的几何结构可变化，从而将泵浦功率以期望的比率联接到纤芯102(例如通过逐渐增加截面尺寸和/或逐渐减少插入部110的螺距，以增加泵浦扰乱率；通过逐渐减少插入部110的截面尺寸以在插入部110具有比内包层104更高折射率的情况下释放被捕获的泵浦光，和/或诸如此类)。因而，与包层形状从无源光纤部分上的圆形变为有源光纤部分上的八边形或另一形状且随后再次变化的常规MOPA设计相比，本文所述的一些实施方式总是可以在圆光纤中包含泵浦，这改善拼接质量，减少损耗，和/或诸如此类。进而，在主振荡器或功率放大器光纤的前端降低泵浦强度有助于调停光暗化和模态不稳定。
因而，在一些实施方式中，本文所述的可变吸收光纤具有的设计能控制热量分布并防止沿光纤的纵向长度210的突然温度变化，因为吸收系数被沿可变吸收光纤的纵向长度210逐渐调节(例如通过逐渐增加或减少一个或多个插入部110的截面尺寸、螺距、和/或其他几何特性，由此控制沿可变吸收光纤的纵向长度210泵浦光的泵浦密度、泵浦扰乱、捕获和/或释放，和/或诸如此类)。例如，在一些实施方式中，可通过调节形成在内包层104中的一个或多个插入部110的直径或截面尺寸而控制泵浦强度。在这种情况下，插入部110可以具有比内包层104低的折射率(例如在纯熔融石英的情况下，一个或多个插入部110可用氟、硼铝和磷的组合、孔或中空空腔和/或诸如此类制造)。进而，可变吸收光纤的设计可以在单个有源光纤(其可以是具有任何合适尺寸的双包层或三包层光纤，具有任何合适量的插入部110和纤芯102(其可使用任何合适的活性离子(一个或多个)掺杂))的纵向长度210上让吸收系数变化，而使用常规光纤技术改变吸收能力的技术通常要求将具有不同有源纤芯直径、不同活性离子浓度和/或诸如此类的几个光纤制造并拼接在一起。进一步地，内包层104的横截面形状在这个纵向长度210上可以是圆形的，其改善并简化拼接，减少与邻近光纤的拼接损耗，且简化制造(例如与包层形状在无源光纤部分上的圆形和有源光纤部分上的八边形或另一形状之间变化的MOPA设计相比)。
如上所述，图2是仅作为一个或多个例子提供的。其他例子可以与针对图2所述的不同。
图3是预成型件300的示例性实施方式的视图，其可用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤。例如，在一些实施方式中，预成型件300可以通常通过化学气相沉积方法(例如内气相沉积、外汽相沉积、汽相轴向沉积和/或诸如此类)制造，且预成型件300可随后被置于一装置中，例如拉丝塔，其中预成型件300的末端被加热且光纤被向外拉动成丝。
在一些实施方式中，如图3所示，预成型件300可以包括纤芯区域302和包层区域304，它们具有适当的纤芯-包层比例(例如1：2.5、1：5、1：10、1：20、1：50和/或诸如此类，其可以覆盖125微米光纤中有50微米纤芯到500微米光纤中有10微米纤芯的范围)。进而，为了制造向光纤提供可变吸收能力的一个或多个插入部，可以在预成型件300的包层区域304中钻出或以其他方式形成一个或多个孔306。一个或多个插入部可随后使用各种技术形成。
例如，在一个或多个插入部用实心材料形成的情况下，一个或多个插入部可在拉丝起始处被置于一个或多个孔306中(例如在对预成型件300拉丝之前)，且在光纤拉丝过程、预拉丝坍缩(pre-draw collapse)、在再套管床(re-sleeve lathe)或鞭打塔(caningtower)上执行套管过程(sleeving process)和/或诸如此类过程期间，一个或多个插入部可以相对于预成型件300、纤芯棒和/或诸如此类以变化的速度进给。因而，以与纤芯棒相比不同的速度进给一个或多个插入部通常可以使得一个或多个插入部的截面尺寸在拉丝改变。在中空插入部的情况下，可通过在光纤拉丝过程期间、预成型件坍缩过程期间、再套管过程期间和/或诸如此类过程期间对包含在孔306中的空气或气体施加负压力或正压力，从而在拉丝期间控制截面尺寸。进而，如果中空插入部要被填充有液体，则中空插入部可在拉丝之后被填充液体。进而，如果插入部应具有螺旋构造，则可以通过在拉丝过程期间让预成型件300旋转而制造插入部，且可以通过改变拉丝过程期间让预成型件300旋转的速率而改变插入部的螺距。
在一些实施方式中，无论是使用实心插入部、中空插入部、直纵向插入部、还是螺旋插入部和/或诸如此类，插入部的几何结构(例如截面尺寸，螺距和/或诸如此类)可以以适当的率变化，以确保每一个最终的可用光纤长度纵向地具有插入几何结构的正确变化。例如，如上所述，通过改变实心插入部相对于预成型件300、纤芯棒和/或诸如此类进给通过孔306的速度，通过改变施加到用于中空插入部的孔306的压力，通过让预成型件300旋转和/或改变用于螺旋插入部的预成型件300旋转速率，和/或诸如此类，插入部的几何结构可以被改变。例如，在对预成型件进行拉丝以制造一(1)千米光纤，且每个光纤激光器的光纤长度为十(10)米时，在拉丝期间且在每种情况下在期望光纤长度准确地将插入部的尺寸调制一百(100)次。另外，光纤可以在拉丝过程期间在每一个长度的开始处和每一个长度的结束处使用标记设备(其与用于控制一个或多个插入部的几何结构的一个或多个机构同步)对光纤进行标记，以使得用户能容易地确定每一个可用光纤长度的何处开始和结束。
以此方式，本文所述的可变吸收光纤具有一种设计，其使用通过一个单个纤芯预成型件(例如预成型件300)制造的仅一个单个光纤了控制吸收。进而，在光纤中实现可变吸收能力(例如改变插入部的几何结构，插入部的定位，和/或诸如此类)可在预成型件300的制造期间或在光纤拉丝期间实施。此外，可变吸收光纤的制造可以被简化，因为包层区域304在光纤的整个长度上的圆的，而其他光纤设计使用预成型件制造：这种预成型件提供在无源光纤部分上的圆形和有源光纤部分上的八边形或另一形状之间变化的包层形状。
如上所述，图3是仅作为一个或多个例子提供的。其他例子可以与针对图3所述的不同。
图4是用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。在一些实施方式中，图4所示的一个或多个过程图块可以通过一个或多个光纤制造机器执行，例如化学气相沉积装置、钻孔、拉丝塔、再套管床、鞭打塔和/或诸如此类。
如图4所示，过程400可以包括，在包括纤芯区域和围绕纤芯区域的包层区域的预成型件中，在包层区域中形成一个或多个孔(图块410)。例如，如上所述，可以通过在包括纤芯区域302和围绕纤芯区域302的包层区域304中，在包层区域304中形成一个或多个孔306，从而制造可变吸收光纤。
进一步如图4所示，过程400可以包括对预成型件拉丝，以形成光纤，该光纤包括在纤芯区域中形成的纤芯、在包层区域中形成的包层、和在一个或多个孔中形成的一个或多个插入部，其中对预成型件拉丝包括在对预成型件拉丝的同时沿光纤的纵向长度改变一个或多个插入部的几何结构(图块420)。例如，如上所述，预成型件300可以被拉丝，以形成包括形成光纤，该光纤包括在纤芯区域中形成的纤芯102、在包层区域304中形成的包层104、和在一个或多个孔306中形成的一个或多个插入部110。在一些实施方式中，对预成型件300拉丝包括在对预成型件300拉丝的同时沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的几何结构。
过程400可以包括额外实施方式，例如下文所述和/或与本文其他位置所述的一个或多个其他过程有关的实施方式的任何组合或任何单个实施方式。
在第一实施方式中，沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的几何结构可以包括在对预成型件300拉丝之前将一个或多个插入部110置于一个或多个孔306中并相对于预成型件300以变化的速度让一个或多个插入部110进给通过一个或多个孔306，以沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的截面尺寸。
在第二实施方式中，其单独地或与第一实施方式组合地，沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的几何结构可以包括，在对预成型件300拉丝之前用气体填充一个或多个孔306，并在对预成型件300拉丝的同时调制施加到气体的压力，以沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的截面尺寸。
在第三实施方式中，其单独地或与第一和第二实施方式中的一个或多个组合，沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的几何结构可以包括，在对预成型件300拉丝的同时让预成型件300旋转，以将一个或多个插入部110形成为具有螺旋构造。
在第四实施方式中，其单独地或与第一到第三实施方式中的一个或多个组合，沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的几何结构可以包括，在对预成型件300拉丝的同时改变让预成型件300旋转的速率，以沿光纤的纵向长度210改变一个或多个插入部110的螺距。
在第五实施方式中，其单独地或与第一到第四实施方式中的一个或多个组合，对预成型件300拉丝以形成光纤可以进一步包括，使用与改变一个或多个插入部110的几何结构的一个或多个机构同步的标记设备在光纤的纵向长度210的开始处和在光纤的纵向长度210的结束处对光纤进行标记。
虽然图4显示了过程400的示例性图块，但是在一些实施方式中，与图4所示的图块相比，过程400可以包括额外的图块、更少的图块、不同的图块或不同布置的图块。另外或替换地，过程400中的两个或更多图块可以并行执行。
图5是用于使用具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。在一些实施方式中，图5所示的一个或多个过程图块可以通过一个或多个光纤光学器件装置执行，例如光纤激光器、光纤泵浦合束器、一个或多个光纤耦合泵浦二极管、微结构的泵浦输送光纤、主振荡器或预放大器光纤和/或诸如此类。
如图5所示，过程500可以包括降低要被泵浦到可变吸收光纤中的泵浦光中子午模态的布居数，该光纤具有掺杂了一种或多种活性离子的纤芯和围绕纤芯以将泵浦光从可变吸收光纤输入端引导到可变吸收光纤输出端的包层，其中泵浦光中子午模态的布居数相对于围绕纤芯的包层所支持的模态的均匀混合而言减小。例如，如上所述，子午模态的布居数可以在要被泵浦到可变吸收光纤中的泵浦光中减小，该可变吸收光纤具有掺杂了一种或多种活性离子的纤芯102和围绕纤芯102以将泵浦光从可变吸收光纤的输入端(例如端部112和/或114)引导到可变吸收光纤的输出端(例如端部112和/或114)的包层104。在一些实施方式中，泵浦光中的子午模态的布居数相对于围绕纤芯102的包层104所支持的模态的均匀混合减小(图块510)。
进一步如图5所示，过程500可以包括使得泵浦光在子午模态的布居数减小之后泵浦到可变吸收光纤中，其中可变吸收光纤包括一个或多个插入部，所述插入部形成在围绕纤芯的包层中且具有的几何结构使得能沿可变吸收光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收(图块520)。例如，如上所述，泵浦光可以在信号光中的子午模态的布居数减小之后被泵浦到可变吸收光纤。在一些实施方式中，可变吸收光纤包括一个或多个插入部110，所述插入部形成在围绕纤芯102的包层104中且具有的几何结构使得能沿可变吸收光纤的纵向长度210调制泵浦光的吸收。
过程500可以包括额外实施方式，例如下文所述和/或与本文其他位置所述的一个或多个其他过程有关的实施方式的任何组合或任何单个实施方式。
在第一实施方式中，减小泵浦光中子午模态的布居数可以包括，使得泵浦光进入振荡器光纤或预放大器光纤中的一个或多个，所述光纤在泵浦光进入可变吸收光纤之前耗尽了子午模态的泵浦光。
在第二实施方式中，且单独地或与第一实施方式组合地，减小泵浦光中子午模态的布居数可以包括，使用光纤泵浦合束器产生泵浦光，该光纤泵浦合束器具有扭绞结构，以在来自多个光纤耦合泵浦二极管的输出中进行偏模态布居。
在第三实施方式中，其单独地或与第一和第二实施方式中的一个或多个组合地，减小泵浦光中子午模态的布居数可以包括，使用适于在泵浦光中进行偏模态布居的微结构的泵浦输送光纤产生泵浦光。
虽然图5显示了过程500的示例性图块，但是在一些实施方式中，与图5所示的图块相比，过程500可以包括额外的图块、更少的图块、不同的图块或不同布置的图块。另外或替换地，过程500中的两个或更多图块可以并行执行。
本文所述的一些实施方式提供了一种光纤，其包括掺杂了一种或多种活性离子以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端的纤芯102，围绕纤芯102以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端的包层104，和形成在围绕纤芯102的包层104中的一个或多个插入部110。在一些实施方式中，如上所述，一个或多个插入部110每一个可以具有沿光纤的纵向长度210变化的几何结构，且一个或多个插入部110的几何结构可以沿光纤的纵向长度210变化，以使得能沿光纤的纵向长度210调制泵浦光的吸收。
例如，在一些实施方式中，沿光纤的纵向长度210变化的一个或多个插入部110的几何结构可以包括一个或多个插入部110的截面尺寸，该截面尺寸可以从光纤的输入端到输出端增加，如上所述。在这种情况下，如图1A-1B和图2所示，光纤可以包括被布置为输入端的第一端112和被布置为输出端的第二端114。进而，一个或多个插入部110的截面尺寸可以从光纤的输入端到输出端增加，以使得泵浦扰乱率从光纤的输入端到光纤的输出端增加，且由此使得泵浦光的吸收能沿光纤的纵向长度210增加。在一些实施方式中，泵浦扰乱率可以取决于一个或多个插入部110相对于包层104的周边或纤芯102中的一个或多个的定位。
在一些实施方式中，如上所述，一个或多个插入部110中的至少一个插入部110可以具有第一折射率，围绕纤芯102的包层104可以具有第二折射率，且第一折射率可以大于第二折射率。在这种情况下，至少一个插入部110的截面尺寸可以从光纤的输入端到输出端减小，且第一端112可以布置为输出端且第二端114可以布置为输入端。进而，大于第二折射率的第一折射率可以使得泵浦光被捕获在至少一个插入部110中，且至少一个插入部110的截面尺寸可以从光纤的输入端到输出端减小，以使得沿光纤的纵向长度210，将被捕获的泵浦光从光纤输入端向下游释放并进入包层104。
在一些实施方式中，如上所述，光纤可以在沿光纤的纵向长度210的多个位置处被泵浦，且一个或多个插入部110的几何结构可以沿光纤的纵向长度210改变，以在光纤被泵浦的多个位置附近的一个或多个区域中提供减小的泵浦光吸收。
在一些实施方式中，除了和/或并非一个或多个插入部110的截面尺寸，沿光纤的纵向长度210变化的一个或多个插入部110的几何结构可以包括沿光纤的纵向长度2120变化的螺距，如上所述。
在一些实施方式中，如上所述，一个或多个插入部110可以具有不同于包层104的第二折射率的第一折射率。
在一些实施方式中，如上所述，一个或多个插入部110可以包括一个或多个空腔，所述空腔包含固体、液体或气体中的一种或多种。
前文内容提供了展示和描述，但是目的不是要将实施方式穷尽或限制为所公开的确切形式。可以在上述内容的启发下或从具体实施方式的实施过程中做出改变和修改。
即使特征的具体组合记载于权利要求中和/或公开在说明书中，这些组合的目的也不是限制本发明的可能实施方式。事实上，许多这些特征可以以权利要求中未具体记载和/或说明书中未具体公开的各种方式组合。·虽然每一个从属权利要求可以直接从属于仅一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括与权利要求书中每个其他权利要求组合的每个从属权利要求。
本文使用的元件、动作或指令都不应被理解为是关键或必不可少的，除非另有描述。进一步地，如本文使用的，冠词“一”目的包括一个或多个项目且可以与“一个或多个”替换使用。进一步地，如本文使用的，冠词“该或所述”目的包括与冠词“该或所述”连用的一个或多个项目且可以与“一个或多个”替换使用。进而，如本文使用的，术语“组”应是包括一个或多个项目(例如相关项目，非相关项目，相关项目和非相关项目的组合等)，且可以与“一个或多个”替换使用。在指仅一个项目的情况下，使用短语“仅一个”或相似用语。还有，如本文使用的，术语“具有”、“包括”、“包含”等应是开放性的术语。进一步地，短语“基于”应是“至少部分地基于”，除非另有说明。还有，如使用本文的，术语“或”目的是在连续使用时是包括性的且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如如果与“任一”或“仅一个”组合使用时)。
相关申请
本申请要求要求2019年1月2日提交的标题为“OPTICAL FIBER WITH VARIABLEABSORPTION”的美国临时专利申请No.62/787,555的优先权，其内容通过引用全部合并于本文。

Claims (20)

1.一种光纤，包括：
纤芯，掺杂有一种或多种活性离子，以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端；
包层，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端；和
一个或多个插入部，在包层中，
其中一个或多个插入部每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，
其中，一个或多个插入部每一个偏离纤芯；且
其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。
2.如权利要求1所述的光纤，其中沿光纤的纵向长度变化的、一个或多个插入部的几何结构包括一个或多个插入部的截面尺寸，该截面尺寸从光纤的输入端到输出端增加。
3.如权利要求2所述的光纤，其中一个或多个插入部的截面尺寸从光纤的输入端到输出端增加能使得泵浦扰乱率从光纤输入端到光纤输出端增加，并由此沿光纤的纵向长度使得泵浦光的吸收增加。
4.如权利要求3所述的光纤，其中泵浦扰乱率取决于一个或多个插入部相对于内包层的周边或纤芯中的一个或多个的定位。
5.如权利要求1所述的光纤，其中一个或多个插入部中的至少一个插入部具有第一折射率，其中内包层具有第二折射率，其中第一折射率大于第二折射率，且其中至少一个插入部的截面尺寸从光纤输入端到输出端减小。
6.如权利要求5所述的光纤，其中大于第二折射率的第一折射率使得泵浦光被捕获在至少一个插入部中，且其中至少一个插入部的截面尺寸从光纤的输入端到输出端减小，以使得沿光纤的纵向长度，被捕获的泵浦光从光纤输入端向下游释放并进入包层中。
7.如权利要求1所述的光纤，其中光纤应在沿光纤的纵向长度的多个位置处被泵浦，且其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以在该多个位置附近的一个或多个区域中提供减小的泵浦光吸收。
8.如权利要求1所述的光纤，其中沿光纤的纵向长度变化的一个或多个插入部的几何结构包括沿光纤的纵向长度变化的螺距。
9.如权利要求1所述的光纤，其中一个或多个插入部具有的第一折射率不同于内包层的第二折射率。
10.如权利要求1所述的光纤，其中一个或多个插入部包括一个或多个空腔，该一个或多个空腔包含固体、液体或气体中的一种或多种。
11.一种形成光纤的方法，包括:
提供掺杂有一种或多种活性离子的纤芯，以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端；
提供围绕纤芯的内包层，以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端；
提供围绕内包层的外包层；和
在内包层中提供一个或多个插入部，
其中一个或多个插入部每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，
其中，一个或多个插入部每一个偏离纤芯；且
其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。
12.如权利要求11所述的方法，其中沿光纤的纵向长度变化的、一个或多个插入部的几何结构包括一个或多个插入部的截面尺寸，该截面尺寸从光纤的输入端到输出端增加。
13.如权利要求12所述的方法，其中一个或多个插入部的截面尺寸从光纤的输入端到输出端增加能使得泵浦扰乱率从光纤输入端到光纤输出端增加，并由此沿光纤的纵向长度使得泵浦光的吸收增加。
14.如权利要求13所述的方法，其中泵浦扰乱率取决于一个或多个插入部相对于内包层的周边或纤芯中的一个或多个的定位。
15.如权利要求11所述的方法，其中一个或多个插入部中的至少一个插入部具有第一折射率，其中内包层具有第二折射率，其中第一折射率大于第二折射率，且其中至少一个插入部的截面尺寸从光纤输入端到输出端减小。
16.如权利要求15所述的方法，其中大于第二折射率的第一折射率使得泵浦光被捕获在至少一个插入部中，且其中至少一个插入部的截面尺寸从光纤的输入端到输出端减小，以使得沿光纤的纵向长度，被捕获的泵浦光从光纤输入端向下游释放并进入包层中。
17.如权利要求11所述的方法，其中光纤应在沿光纤的纵向长度的多个位置处被泵浦，且其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以在该多个位置附近的一个或多个区域中提供减小的泵浦光吸收。
18.如权利要求11所述的方法，其中沿光纤的纵向长度变化的一个或多个插入部的几何结构包括沿光纤的纵向长度变化的螺距。
19.如权利要求11所述的方法，其中一个或多个插入部具有的第一折射率不同于内包层的第二折射率。
20.一种光纤，包括:
纤芯，掺杂有一种或多种活性离子，以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端；
包层，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端；和
一个或多个插入部，在包层中，
其中一个或多个插入部每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，
其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收，且
其中沿光纤的纵向长度变化的、一个或多个插入部的几何结构包括一个或多个插入部的第一截面尺寸，该第一截面尺寸从光纤的输入端到输出端增加。
CN202010002360.0A 2019-01-02 2020-01-02 具有可变吸收能力的光纤 Active CN111399112B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962787555P 2019-01-02 2019-01-02
US62/787,555 2019-01-02
US16/657,070 US11175449B2 (en) 2019-01-02 2019-10-18 Optical fiber with variable absorption
US16/657,070 2019-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111399112A CN111399112A (zh) 2020-07-10
CN111399112B true CN111399112B (zh) 2022-10-28

Family

ID=71121928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010002360.0A Active CN111399112B (zh) 2019-01-02 2020-01-02 具有可变吸收能力的光纤

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11175449B2 (zh)
CN (1) CN111399112B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11808970B2 (en) 2019-01-02 2023-11-07 Lumentum Operations Llc Optical fiber with variable absorption

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005062477A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ、光部品、光ファイバの製造方法、及び光部品の製造方法
JP2006010961A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd フォトニッククリスタルファイバおよびレーザ加工機
JP2006017816A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Fujikura Ltd 光ファイバの接続構造、光ファイバ型光部品及び分散補償ファイバモジュール
CN101884146A (zh) * 2007-10-03 2010-11-10 坦佩雷科技大学光电子研究中心 有源光纤和有源光纤的制造方法
CN102812389A (zh) * 2010-03-20 2012-12-05 株式会社藤仓 多孔光纤及使用其的激光器装置
JP2014139114A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Fujikura Ltd 光ファイバ母材、光ファイバ母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4372645A (en) * 1978-03-10 1983-02-08 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Optical fiber with enhanced mode coupling
US4815079A (en) 1987-12-17 1989-03-21 Polaroid Corporation Optical fiber lasers and amplifiers
EP0454865B1 (en) * 1989-11-20 1996-05-01 Fujitsu Limited Optical amplifier
DK285490D0 (da) * 1990-11-30 1990-11-30 Nordiske Kabel Traad Fremgangsmaade og apparat til forstaerkning af et optisk signal
US5533163A (en) 1994-07-29 1996-07-02 Polaroid Corporation Optical fiber structure for efficient use of pump power
US6157763A (en) 1998-01-28 2000-12-05 Sdl, Inc. Double-clad optical fiber with improved inner cladding geometry
US6795635B1 (en) * 1998-09-15 2004-09-21 Corning Incorporated Waveguides having axially varying structure
US6766088B2 (en) * 2000-05-01 2004-07-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber and method for making the same
US6608951B1 (en) * 2000-11-28 2003-08-19 Lew Goldberg Optical fiber amplifiers and lasers and optical pumping device therefor
US6608952B2 (en) * 2001-08-15 2003-08-19 Fitel Usa Corp. Fiber apparatus and method for manipulating optical signals
WO2003058308A2 (en) * 2002-01-11 2003-07-17 Blaze Photonics Limited Birefringent optical fibres
JP2004177817A (ja) * 2002-11-28 2004-06-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバおよび光モジュール
JP2004240390A (ja) * 2002-12-10 2004-08-26 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ
GB0306137D0 (en) * 2003-03-18 2003-04-23 Qinetiq Ltd Fibre laser
EP1725899A2 (en) * 2004-03-19 2006-11-29 Crystal Fibre A/S Optical coupler devices, methods of their production and use
JP4271613B2 (ja) * 2004-04-14 2009-06-03 株式会社フジクラ フォトニッククリスタルファイバの接続方法及び接続構造
JP2007250951A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Mitsubishi Cable Ind Ltd ダブルクラッドファイバ及びそれを備えたファイバレーザ
JP2008273769A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Hitachi Cable Ltd 光ファイバ及びその製造方法並びに光ファイバ製造装置
DE102008063829B4 (de) * 2008-12-20 2011-01-13 Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen optischen Bauteils aus Quarzglas sowie nach dem Verfahren erhaltenes optisch aktives Bauteil
US9784913B2 (en) * 2014-01-30 2017-10-10 Nlight, Inc. Spun round core fiber
US9726820B2 (en) * 2014-08-14 2017-08-08 Raytheon Company End pumped PWG with tapered core thickness
CN107544113A (zh) * 2017-10-20 2018-01-05 上海理工大学 基于螺旋光纤的光开关装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005062477A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ、光部品、光ファイバの製造方法、及び光部品の製造方法
JP2006010961A (ja) * 2004-06-24 2006-01-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd フォトニッククリスタルファイバおよびレーザ加工機
JP2006017816A (ja) * 2004-06-30 2006-01-19 Fujikura Ltd 光ファイバの接続構造、光ファイバ型光部品及び分散補償ファイバモジュール
CN101884146A (zh) * 2007-10-03 2010-11-10 坦佩雷科技大学光电子研究中心 有源光纤和有源光纤的制造方法
CN102812389A (zh) * 2010-03-20 2012-12-05 株式会社藤仓 多孔光纤及使用其的激光器装置
JP2014139114A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Fujikura Ltd 光ファイバ母材、光ファイバ母材の製造方法、及び光ファイバの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200209468A1 (en) 2020-07-02
CN111399112A (zh) 2020-07-10
US11175449B2 (en) 2021-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10838141B2 (en) Spun round core fiber
EP3397999B1 (en) Optical systems using mode mixing optical fibers
US7835608B2 (en) Method and apparatus for optical delivery fiber having cladding with absorbing regions
US8031999B2 (en) Photonic band-gap fiber
US8675275B2 (en) Rare-earth-doped optical fiber having small numerical aperture
CN100427979C (zh) 激光功率集成器及其实现方法
US9815731B1 (en) Tapered core fiber manufacturing methods
US6751388B2 (en) Fiber lasers having a complex-valued Vc-parameter for gain-guiding
WO2009043964A1 (en) Active optical fiber and method for fabricating an active optical fiber
US20230291171A1 (en) Methods to maintain and control the polarization state from 3c optical fiber
CN111399112B (zh) 具有可变吸收能力的光纤
CN107935370A (zh) 一种增益泵浦一体化光纤的制备方法
US11808970B2 (en) Optical fiber with variable absorption
CN116131079A (zh) 可变吸收光纤
US9255026B2 (en) Methods for making active laser fibers
WO2004027476A1 (en) An optical fibre
WO2014197052A9 (en) Multi-core optical fibers
CN110109220B (zh) 一种纤芯包层尺寸纵向分区域渐变的纺锤形增益光纤
CN110007393B (zh) 一种纤芯包层尺寸纵向连续渐变的纺锤形增益光纤
US9377586B2 (en) NA reduction in fiber optical couplers
US20160282553A1 (en) Optical fiber with mosaic fiber

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant