FR3039289A1 - TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART - Google Patents
TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART Download PDFInfo
- Publication number
- FR3039289A1 FR3039289A1 FR1501561A FR1501561A FR3039289A1 FR 3039289 A1 FR3039289 A1 FR 3039289A1 FR 1501561 A FR1501561 A FR 1501561A FR 1501561 A FR1501561 A FR 1501561A FR 3039289 A1 FR3039289 A1 FR 3039289A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- hollow
- optical fiber
- termination
- core optical
- capillary
- 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.)
- Pending
Links
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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/264—Optical coupling means with optical elements between opposed fibre ends which perform a function other than beam splitting
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4296—Coupling light guides with opto-electronic elements coupling with sources of high radiant energy, e.g. high power lasers, high temperature light sources
-
- 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
- G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
- G02B6/02323—Core having lower refractive index than cladding, e.g. photonic band gap guiding
- G02B6/02328—Hollow or gas filled core
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
- G02B6/325—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends comprising a transparent member, e.g. window, protective plate
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4206—Optical features
Abstract
L'invention concerne une terminaison de fibre optique, un résonateur à fibre optique et plus particulièrement une terminaison (1) de fibre optique à cœur creux (2) comportant au moins un embout cylindrique plein (3) en matériau transparent et caractérisé en ce qu'il comporte en outre un capillaire creux (4) lié de manière solidaire audit embout (3) par l'une de ses tranches et adapté à être lié de manière solidaire à une dite fibre optique à cœur creux (2) par l'autre de ses tranches et en ce que le diamètre interne dudit capillaire creux (4) est supérieur au diamètre du cœur creux de la dite fibre (2).The invention relates to an optical fiber termination, an optical fiber resonator and more particularly a termination (1) of hollow core optical fiber (2) comprising at least one solid cylindrical end piece (3) made of transparent material and characterized in that it further comprises a hollow capillary (4) integrally bonded to said tip (3) by one of its slices and adapted to be integrally bonded to one said hollow-core optical fiber (2) by the other its slices and in that the internal diameter of said hollow capillary (4) is greater than the diameter of the hollow core of said fiber (2).
Description
Terminaison pour fibre optique à cœur creux L’invention concerne une terminaison de fibre optique et un résonateur à fibre optique. Elle porte plus précisément sur une terminaison de fibre optique à cœur creux.The invention relates to an optical fiber termination and an optical fiber resonator. More specifically, it relates to a hollow-core optical fiber termination.
Dans les fibres optiques à cœur creux, le recouvrement entre l’énergie lumineuse et la matière est minimum et repousse fortement les seuils d’apparition d’effets non-linéaires et de dommages optiques. Ces fibres optiques sont typiquement réalisées à partir de microstructures ou microfibres en silice, disposées autour du cœur creux de la fibre. La proportion de l’énergie lumineuse se propageant dans la silice peut être réduite à quelques pourcents dans le cas des fibres à bande photonique interdite et à des valeurs encore plus faibles (~10'4) dans le cas des fibres anti-résonnantes de type Kagome. De ce fait, les effets non-linéaires lors de la propagation d’impulsions laser sont minimisés et le seuil de dommage optique est augmenté. Ces fibres sont par conséquent adaptées à la propagation de rayonnement lumineux de forte puissance crête et peuvent donc être utilisées pour le déport de sources laser intenses.In hollow-core optical fibers, the overlap between the light energy and the material is minimum and strongly pushes the thresholds of appearance of non-linear effects and optical damage. These optical fibers are typically made from microstructures or silica microfibers, arranged around the hollow core of the fiber. The proportion of light energy propagating in the silica can be reduced to a few percent in the case of forbidden photon band fibers and even lower values (~ 10'4) in the case of anti-resonant fibers of the type Kagome. As a result, the non-linear effects during laser pulse propagation are minimized and the optical damage threshold is increased. These fibers are therefore suitable for the propagation of high peak light radiation and can therefore be used for the offset of intense laser sources.
Typiquement, un gaz peut être injecté dans le cœur creux de la fibre. Il est possible de réaliser des lasers à gaz par pompage optique, d’effectuer une conversion de fréquence optique par interactions non-linéaires et/ou de générer un supercontinuum.Typically, a gas may be injected into the hollow core of the fiber. It is possible to perform optical pump gas lasers, perform optical frequency conversion by nonlinear interactions and / or generate a supercontinuum.
Ces fibres peuvent aussi être adaptées à la réalisation de gyromètres à fibre, dans la mesure où la propagation dans un cœur creux minimise la possibilité de couplage entre les ondes contra-propagatrices.These fibers can also be adapted to the production of fiber gyrometers, insofar as the propagation in a hollow core minimizes the possibility of coupling between counter-propagating waves.
Les extrémités de ces fibres peuvent cependant être polluées ou obstruées, notamment à cause de leur taille micrométrique ou millimétrique et/ou du vieillissement ou de la modification des groupes chimiques de surface à l’interface fibre/air. Une solution employée pour protéger l’interface de la pollution ou des obstructions consiste à souder un embout (par exemple une partie de fibre à cœur solide ou bien un barreau cylindrique) à chaque extrémité de la fibre afin de la protéger de l’environnement (de la poussière et/ou de l’humidité par exemple).The ends of these fibers may however be polluted or clogged, especially because of their micrometer or millimeter size and / or aging or modification of the surface chemical groups at the fiber / air interface. A solution used to protect the interface from pollution or obstructions is to weld a tip (for example a solid core fiber portion or a cylindrical bar) at each end of the fiber to protect it from the environment ( dust and / or moisture, for example).
Une interface air-silice possède un seuil de dommage optique (exprimé en unité de puissance par unité de surface, ou en unité d’énergie par unité de surface pour une durée fixe) qui peut être limitant dans les applications décrites précédemment lors de l’utilisation d’impulsions ultracourtes (par exemple de l’ordre de la picoseconde). A l’entrée d’une fibre creuse, la surface de l’interface en interaction avec le faisceau laser est faible (par exemple entre 10'6 et 10'4 cm2) et la densité de puissance du faisceau est plus élevée que dans le reste du parcours optique d’une impulsion. En considérant une interface air/silice, le seuil de dommage optique est de l’ordre de 100 J/cm2 pour des impulsions de 10 ns, et de l’ordre de 1 J/cm2 pour des impulsions d’une picoseconde (qualifiées d’ultra-courtes). En considérant un diamètre de mode guidé d’une fibre optique à cœur creux compris entre 10 et 100 pm (caractéristique de fibres typiques), la surface d’une section du cœur peut varier entre 10'6 et 10'4 cm2. La valeur du seuil de dommage optique est alors dans l’intervalle allant de 0,1 à 10 mJ pour des impulsions de 10 ns, et de 1 à 100 pJ pour des impulsions d’une picoseconde. Ces valeurs d’énergie sont inférieures à ce que délivrent beaucoup de systèmes laser actuels dans ces régimes temporels et sont insuffisantes pour de nombreuses applications. L’invention vise à surmonter, complètement ou partiellement, au moins l’un des problèmes soulevés par l’art antérieur. En particulier, l’invention vise à permettre de protéger les extrémités des fibres lasers à cœur creux tout en permettant l’utilisation d’impulsions laser à une puissance non limitée, ou faiblement limitée par la traversée de l’interface air/silice.An air-silica interface has an optical damage threshold (expressed in unit of power per unit of area, or in unit of energy per unit area for a fixed duration) which may be limiting in the applications described previously in the use of ultrashort pulses (for example of the order of one picosecond). At the entrance of a hollow fiber, the surface of the interface interacting with the laser beam is small (for example between 10 6 and 10 -4 cm 2) and the power density of the beam is higher than in the remainder of the optical path of an impulse. Considering an air / silica interface, the optical damage threshold is of the order of 100 J / cm 2 for pulses of 10 ns, and of the order of 1 J / cm 2 for pulses of one picosecond (described as ultra-short). Considering a guided mode diameter of a hollow core optical fiber of between 10 and 100 μm (characteristic of typical fibers), the area of a section of the core can vary between 10 -6 and 10 -4 cm 2. The value of the optical damage threshold is then in the range of 0.1 to 10 mJ for pulses of 10 ns, and 1 to 100 pJ for pulses of one picosecond. These energy values are lower than what many current laser systems deliver in these time regimes and are insufficient for many applications. The invention aims to overcome, completely or partially, at least one of the problems raised by the prior art. In particular, the invention aims to protect the ends of the hollow-core laser fibers while allowing the use of laser pulses at an unlimited power, or slightly limited by the crossing of the air / silica interface.
Un objet de l’invention permettant d’atteindre ce but est une terminaison de fibre optique à cœur creux comportant au moins un embout cylindrique plein en matériau transparent et caractérisé en ce qu’il comporte en outre un capillaire creux lié de manière solidaire audit embout par l’une de ses tranches et adapté à être lié de manière solidaire à une dite fibre optique à cœur creux par l’autre de ses tranches et en ce que le diamètre interne dudit capillaire creux est supérieur au diamètre du cœur creux de la dite fibre.An object of the invention for achieving this goal is a hollow core optical fiber termination comprising at least one solid cylindrical end piece made of transparent material and characterized in that it further comprises a hollow capillary integrally bonded to said endpiece by one of its slices and adapted to be integrally bonded to a said hollow-core optical fiber by the other of its slices and in that the internal diameter of said hollow capillary is greater than the diameter of the hollow core of said fiber.
Avantageusement, ledit embout de ladite terminaison comporte au moins une lentille à gradient d’indice convergente de même axe principal que ledit capillaire creux.Advantageously, said tip of said termination comprises at least one convergent index gradient lens having the same main axis as said hollow capillary.
Avantageusement, ledit embout de ladite terminaison comporte une pluralité de lentilles à gradient d’indice disposées bout-à-bout dont au moins deux lentilles à gradient d’indice sont convergentes, de focales différentes et possèdent le même axe principal que ledit capillaire creux.Advantageously, said tip of said termination comprises a plurality of index gradient lenses arranged end-to-end, of which at least two index gradient lenses are convergent, of different focal lengths and have the same main axis as said hollow capillary.
Avantageusement, ledit capillaire creux de ladite terminaison comporte une ouverture dans sa paroi.Advantageously, said hollow capillary of said termination has an opening in its wall.
Avantageusement, ladite terminaison comporte un canal lié de manière solidaire audit capillaire et complétant ladite ouverture.Advantageously, said termination comprises a channel integrally bonded to said capillary and completing said opening.
Avantageusement, ladite terminaison comporte un miroir ayant une face réfléchissante disposée sur la tranche dudit embout opposée audit capillaire creux.Advantageously, said termination comprises a mirror having a reflecting face disposed on the edge of said tip opposite said hollow capillary.
Un autre objet de l’invention est un dispositif comportant une dite fibre optique à cœur creux et au moins une terminaison dont ledit capillaire creux est directement lié de manière solidaire à ladite fibre optique à cœur creux.Another object of the invention is a device comprising a said hollow-core optical fiber and at least one end of which said hollow capillary is directly connected to said hollow-core optical fiber.
Un autre objet de l’invention est un dispositif comportant une dite fibre optique à cœur solide et au moins une terminaison dont ledit embout est directement lié de manière solidaire à ladite fibre optique à cœur solide et selon le même axe principal.Another object of the invention is a device comprising a said solid core optical fiber and at least one end of which said tip is directly integrally bonded to said solid core optical fiber and along the same main axis.
Un autre objet de l’invention est un dispositif comportant au moins une dite fibre optique à cœur creux, une dite fibre optique à cœur solide, et une dite terminaison dont ledit embout est directement lié de manière solidaire à ladite fibre optique à cœur solide et dont ledit capillaire creux est directement lié de manière solidaire à ladite fibre optique à cœur creux selon le même axe principal.Another object of the invention is a device comprising at least one said hollow-core optical fiber, a said solid core optical fiber, and a said termination of which said tip is directly connected to said solid-core optical fiber and wherein said hollow capillary is directly integrally bonded to said hollow-core optical fiber along the same main axis.
Un autre objet de l’invention est un dispositif comportant au moins une dite fibre optique à cœur creux et deux terminaisons.Another object of the invention is a device comprising at least one said hollow-core optical fiber and two terminations.
Un autre objet de l’invention est un résonateur optique à fibre comportant au moins un dispositif décrit précédemment.Another object of the invention is an optical fiber resonator comprising at least one device described above.
La description suivante présente plusieurs exemples de réalisation du dispositif de l’invention, non limitatifs de la portée de l’invention. Ils présentent à la fois les caractéristiques essentielles de l’invention ainsi que des caractéristiques additionnelles liées aux modes de réalisation considérés. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages, détails et caractéristiques de celle-ci apparaîtront au cours de la description explicative qui suit, faite à titre d’exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 illustre une solution de l’art antérieur pour protéger une fibre optique à cœur creux ; - la figure 2 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon des réalisations de l’invention ; la figure 3 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d'une fibre optique à cœur solide 10, d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon des réalisations de l’invention ; - la figure 4 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon une réalisation de l’invention et - la figure 5 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une réalisation de l’invention.The following description shows several embodiments of the device of the invention, not limiting the scope of the invention. They present both the essential characteristics of the invention as well as additional features related to the embodiments considered. For the sake of clarity, the same elements will bear the same references in the different figures. The invention will be better understood and other advantages, details and characteristics thereof will appear in the following explanatory description, given by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. prior art for protecting a hollow core optical fiber; - Figure 2 schematically illustrates a longitudinal sectional view of a termination 1 and a hollow core optical fiber 2 according to embodiments of the invention; 3 schematically illustrates a longitudinal sectional view of a solid core optical fiber 10, a termination 1 and a hollow core optical fiber 2 according to embodiments of the invention; FIG. 4 schematically illustrates a view in longitudinal section of a termination 1 and of a hollow-core optical fiber 2 according to one embodiment of the invention and FIG. 5 schematically illustrates a longitudinal sectional view of an embodiment of FIG. the invention.
La figure 1 illustre une solution de l’art antérieur pour protéger une fibre optique à cœur creux. La figure 1 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une lentille 7, d’un embout 3 et d’une fibre optique à cœur creux 2. Un embout 3 cylindrique est réalisé par exemple en silice. L’embout est lié de manière solidaire à la fibre optique à cœur creux 2. On peut par exemple les souder thermiquement pour réaliser cette liaison. L’axe principal de l’embout cylindrique 3 (perpendiculaire aux faces parallèles de l’embout 3) correspond à l’axe optique de la fibre à cœur creux 2. Un faisceau laser 8 est focalisé par une lentille 7 convergente au niveau de l’interface silice/air de la face de l’embout 3 en contact avec la fibre optique à cœur creux 2. Le seuil de dommage du système illustré en figure 1 est très faible car la surface de l’interface silice/air en interaction avec le faisceau laser est celle d’une section de cœur creux de la fibre optique à cœur creux 2, c’est-à-dire la plus petite surface traversée par le faisceau laser 8 illustré dans la figure 1 : la densité d’énergie par unité de surface y est maximale.FIG. 1 illustrates a solution of the prior art for protecting a hollow core optical fiber. Figure 1 schematically illustrates a longitudinal sectional view of a lens 7, a tip 3 and a hollow core optical fiber 2. A cylindrical nozzle 3 is made for example of silica. The tip is integrally bonded to the hollow-core optical fiber 2. It can for example be thermally soldered to achieve this connection. The main axis of the cylindrical nozzle 3 (perpendicular to the parallel faces of the nozzle 3) corresponds to the optical axis of the hollow-core fiber 2. A laser beam 8 is focused by a lens 7 converging at the level of the interface silica / air of the face of the tip 3 in contact with the optical fiber hollow core 2. The damage threshold of the system illustrated in Figure 1 is very low because the surface of the interface silica / air interacting with the laser beam is that of a hollow core section of the hollow-core optical fiber 2, that is to say the smallest area traversed by the laser beam 8 illustrated in FIG. 1: the energy density by unit area is maximum.
La figure 2 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon des réalisations de l’invention. Dans cet exemple de réalisation de l’invention, une terminaison 1 est réalisée par un embout 3 lié de manière solidaire (par une soudure thermique par exemple) à un capillaire 4 par l’une de ses tranches. L’embout 3 et le capillaire 4 sont alignés sur le même axe principal. L'autre tranche du capillaire 4 est liée de manière solidaire (par une soudure thermique par exemple) à une fibre optique à cœur creux 2, elle aussi alignée sur le même axe. Dans cet exemple de réalisation de l’invention, le diamètre interne du capillaire 4 est supérieur au diamètre du cœur creux de la fibre à cœur creux 2. De cette manière, l’interface air-silice est déplacée du point de focalisation à l’aide d’une section intermédiaire d’un capillaire 4 en silice. Il est ainsi possible d’augmenter le diamètre du faisceau laser 8 sur cette interface et donc de diminuer la densité d’énergie en interaction avec l’interface pour une énergie donnée. La longueur de la section du tube capillaire doit être calculée suivant les lois de la diffraction optique et dépend du diamètre du mode de la fibre à cœur creux et du grandissement recherché sur l’interface. Par exemple, pour un mode guidé de diamètre 10 pm à une longueur d’onde de 1 pm, on peut calculer que la longueur du capillaire sera de 235 pm en imposant une aire du faisceau 8 au niveau de l’interface air/silice supérieure d’un ordre de grandeur à l’aire d’une section de fibre optique à cœur creux 2. De même, pour un diamètre de mode de 100 pm, la longueur du capillaire sera d’au moins 2,35 cm.2 schematically illustrates a longitudinal sectional view of a termination 1 and a hollow core optical fiber 2 according to embodiments of the invention. In this exemplary embodiment of the invention, a termination 1 is made by a tip 3 integrally bonded (by thermal welding for example) to a capillary 4 by one of its slices. The tip 3 and the capillary 4 are aligned on the same main axis. The other slice of the capillary 4 is integrally bonded (by a thermal weld for example) to a hollow core optical fiber 2, also aligned on the same axis. In this embodiment of the invention, the internal diameter of the capillary 4 is greater than the diameter of the hollow core of the hollow-core fiber 2. In this way, the air-silica interface is moved from the focusing point to the using an intermediate section of a silica capillary 4. It is thus possible to increase the diameter of the laser beam 8 on this interface and thus to reduce the energy density in interaction with the interface for a given energy. The length of the section of the capillary tube must be calculated according to the laws of optical diffraction and depends on the diameter of the mode of the hollow-core fiber and the desired magnification on the interface. For example, for a guided mode with a diameter of 10 μm at a wavelength of 1 μm, it can be calculated that the length of the capillary will be 235 μm by imposing an area of the beam 8 at the air / silica upper interface. an order of magnitude to the area of a hollow core optical fiber section 2. Similarly, for a mode diameter of 100 μm, the length of the capillary will be at least 2.35 cm.
La figure 3 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une fibre optique à cœur solide 10, d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon des réalisations de l’invention. L’embout 3 comporte deux lentilles à gradient d’indice optique 9a et 9b, disposées bout-à-bout et un capillaire 4. Les lentilles 9a et 9b ont le même axe principal que le capillaire 4. Les lentilles 9a et 9b sont convergentes, et dans le cas de la réalisation décrite par la figure 3 ont des focales différentes ; en l’occurrence la focale de la lentille 9b en contact avec le capillaire 4 est supérieure à la focale de la lentille 9a en contact avec la fibre optique à cœur solide 10. D’une manière plus générale, on peut utiliser dans des réalisations de l’invention une seule lentille 9 convergente de même axe principal que le capillaire 4. Une fibre à cœur solide 10 est liée de manière solidaire à la lentille à gradient d’indice 9 illustrée à gauche de l’embout 3. Pour réaliser cette liaison, l’extrémité de la fibre à cœur solide 10 peut être soudée (thermiquement) à une face plane de la lentille 9, en ajustant l’axe principal de la fibre 10 à celui de la lentille 9. Le capillaire 4 à droite de la terminaison 1 est lié de manière solidaire à la fibre optique à cœur creux 2. Cette réalisation de l’invention permet un couplage entre une fibre optique à cœur solide 10 et une fibre optique à cœur creux 2. Les lentilles 9 permettent d’adapter le mode guidé de la fibre à cœur solide à celui de la fibre à cœur creux. Le faisceau laser 8 est diffracté à la sortie de la fibre optique à cœur solide 10 puis se propage au travers des lentilles convergentes 9. Le diamètre maximal de la section du faisceau laser 8 dans la terminaison 1 est, dans cette réalisation de l’invention, supérieur au diamètre du faisceau dans la section de la fibre à cœur creux. Dans ces réalisations de l’invention, l’augmentation possible de l’énergie du laser tient au fait que le seuil de dommage de la silice est supérieur d’un facteur environ 5 au seuil de dommage d’une interface air/silice : le seuil de dommage optique de l’interface air/silice peut croître jusqu’à ce que le seuil de dommage de la silice devienne limitant.Figure 3 schematically illustrates a longitudinal sectional view of a solid core optical fiber 10, a termination 1 and a hollow core optical fiber 2 according to embodiments of the invention. The tip 3 comprises two lenses of optical index gradient 9a and 9b arranged end-to-end and a capillary 4. The lenses 9a and 9b have the same main axis as the capillary 4. The lenses 9a and 9b are convergent , and in the case of the embodiment described in Figure 3 have different focal lengths; in this case the focal length of the lens 9b in contact with the capillary 4 is greater than the focal length of the lens 9a in contact with the solid-core optical fiber 10. More generally, it is possible to use in embodiments of the invention a single convergent lens 9 of the same main axis as the capillary 4. A solid core fiber 10 is integrally bonded to the graded index lens 9 shown to the left of the nozzle 3. To achieve this connection the end of the solid-core fiber 10 can be welded (thermally) to a planar face of the lens 9, by adjusting the main axis of the fiber 10 to that of the lens 9. The capillary 4 to the right of the Termination 1 is integrally bonded to the hollow core optical fiber 2. This embodiment of the invention allows coupling between a solid-core optical fiber 10 and a hollow-core optical fiber 2. The lenses 9 make it possible to adapt the m Guided ode from solid core fiber to hollow core fiber. The laser beam 8 is diffracted at the output of the solid-core optical fiber 10 and then propagates through the convergent lenses 9. The maximum diameter of the section of the laser beam 8 in the terminal 1 is, in this embodiment of the invention , greater than the diameter of the beam in the section of the hollow-core fiber. In these embodiments of the invention, the possible increase in the energy of the laser is due to the fact that the damage threshold of the silica is about 5 times greater than the damage threshold of an air / silica interface: the Threshold of optical damage of the air / silica interface can increase until the threshold of damage of the silica becomes limiting.
La figure 4 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une terminaison 1 et d’une fibre optique à cœur creux 2 selon une réalisation de l’invention. Dans cette réalisation de l’invention, le capillaire 4 comporte une ouverture 15 dans sa paroi. Cette ouverture 15 permet à un gaz ou à un liquide d’accéder ou de sortir du volume interne du capillaire 4 et de la fibre optique à cœur creux 2. Pour réaliser cette ouverture, on peut par exemple percer le capillaire 4 perpendiculairement à son axe après que le capillaire 4 est soudé à la fibre à cœur creux 2. Dans une réalisation particulière de l’invention, cette ouverture peut être complétée par un canal 11 (par exemple un tube ou un autre capillaire) inséré dans l’ouverture ou scellé de manière étanche à l’ouverture 15, à l’extérieur du capillaire 4. Une autre façon de réaliser ce dispositif est d’utiliser un capillaire en forme de Té préalablement soudé à partir de deux capillaires comme illustré sur la figure 4. Une ouverture 15, potentiellement reliée ou complétée par un canal 11, peut permettre l’introduction d’un gaz dans le capillaire 4 et dans le cœur de la fibre optique à cœur creux 2. Elle peut aussi permettre de pomper le ou les gaz présents dans le capillaire 4 et dans le cœur de la fibre optique à cœur creux 2 pour établir un vide. Une fois un vide créé ou un gaz introduit, le canal 11 peut être scellé pour rendre le capillaire 4 et la fibre optique à cœur creux 2 hermétiques aux conditions de pression extérieures et maintenir les conditions de pressions imposées au préalable.FIG. 4 schematically illustrates a view in longitudinal section of a termination 1 and of a hollow-core optical fiber 2 according to one embodiment of the invention. In this embodiment of the invention, the capillary 4 has an opening 15 in its wall. This opening 15 allows a gas or a liquid to access or exit the internal volume of the capillary 4 and the hollow-core optical fiber 2. To achieve this opening, it is possible for example to pierce the capillary 4 perpendicularly to its axis after the capillary 4 is welded to the hollow-core fiber 2. In a particular embodiment of the invention, this opening may be completed by a channel 11 (for example a tube or other capillary) inserted in the opening or sealed in a sealed manner at the opening 15, outside the capillary 4. Another way to achieve this device is to use a T-shaped capillary previously welded from two capillaries as shown in Figure 4. An opening 15, potentially connected or completed by a channel 11, can allow the introduction of a gas into the capillary 4 and into the heart of the hollow-core optical fiber 2. It can also be used to pump the gas or gases present in the capillary 4 and in the core of the hollow-core optical fiber 2 to establish a vacuum. Once a vacuum has been created or a gas introduced, the channel 11 may be sealed to render the capillary 4 and the hollow core optical fiber 2 hermetic to the external pressure conditions and maintain the previously imposed pressure conditions.
La figure 5 illustre schématiquement une vue en coupe longitudinale d’une réalisation de l’invention. Chacune des deux terminaisons 1 comportent un miroir 12 dont la face réfléchissante est disposée sur la tranche de l’embout 3 opposée à la fibre optique à cœur creux 2. Un faisceau laser 8 de pompage peut être focalisé à l’entrée de la fibre optique à cœur creux 2 par une lentille externe 7 et/ou par une lentille à gradient d’indice 9 d’une terminaison 1. Avantageusement, le miroir est un miroir diélectrique. Dans ce mode de réalisation, deux miroirs 12a et 12b des terminaisons 1 sont disposés aux extrémités du système comportant la fibre optique à cœur creux 2 et les deux terminaisons 1. Avantageusement, le miroir 12a peut-être un dichroïque, permettant la transmission du faisceau laser 8 de pompage ainsi que la réflexion d’un faisceau laser émis par un milieu actif gazeux dans la fibre optique à cœur creux 2. Avantageusement, le miroir 12b peut être un miroir dichroïque ou semi-réfléchissant, permettant une réflexion partielle de la longueur d’onde du faisceau 8 et d’un faisceau signal 14 émis, de longueur d’onde supérieure à la longueur d’onde du faisceau 8. Un résonateur optique à fibre 13 est réalisé par le système décrit dans la figure 5, comportant au moins deux terminaisons 1 et une fibre optique à cœur creux 2. Des réalisations de résonateurs 13 selon l’invention peuvent permettre de réaliser un oscillateur laser à gaz pompé optiquement ou un oscillateur Raman.Figure 5 schematically illustrates a longitudinal sectional view of an embodiment of the invention. Each of the two terminations 1 comprise a mirror 12 whose reflecting face is disposed on the edge of the tip 3 opposite to the hollow-core optical fiber 2. A laser beam 8 pumping can be focused at the entrance of the optical fiber with hollow core 2 by an external lens 7 and / or by a graded index lens 9 of a termination 1. Advantageously, the mirror is a dielectric mirror. In this embodiment, two mirrors 12a and 12b of the terminations 1 are disposed at the ends of the system comprising the hollow core optical fiber 2 and the two terminations 1. Advantageously, the mirror 12a may be a dichroic, allowing the transmission of the beam laser 8 pumping and the reflection of a laser beam emitted by a gaseous active medium in the hollow-core optical fiber 2. Advantageously, the mirror 12b can be a dichroic or semi-reflective mirror, allowing a partial reflection of the length wave of the beam 8 and an emitted signal beam 14, of wavelength greater than the wavelength of the beam 8. A fiber optical resonator 13 is produced by the system described in FIG. at least two terminations 1 and a hollow core optical fiber 2. Resonator embodiments 13 according to the invention can make it possible to produce an optically pumped gas laser oscillator or a Raman oscillator.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1501561A FR3039289A1 (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1501561A FR3039289A1 (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3039289A1 true FR3039289A1 (en) | 2017-01-27 |
Family
ID=54356376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1501561A Pending FR3039289A1 (en) | 2015-07-22 | 2015-07-22 | TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3039289A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018125237A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | ULTRA-SHORT-PULSE-LASER LIGHTING CABLE |
| EP3812807A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | ASML Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
| EP3839586A1 (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-23 | ASML Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050259934A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-11-24 | Burak Temelkuran | Photonic crystal fibers and medical systems including photonic crystal fibers |
| US7099533B1 (en) * | 2005-11-08 | 2006-08-29 | Chenard Francois | Fiber optic infrared laser beam delivery system |
| US20070014528A1 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-18 | Lynda Busse | Optical fiber clad-protective terminations |
| EP1772758A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-11 | TRUMPF Laser GmbH + Co. KG | Optical Fibre with hollow core |
| US7835068B1 (en) * | 2005-07-29 | 2010-11-16 | Lockheed Martin Corporation | Photonic-crystal-rod optical amplifier with sealed-hole endcap and associated method |
| US20130022060A1 (en) * | 2011-04-26 | 2013-01-24 | Meggitt (France) | Device for transmitting light energy and associated transmission method |
| JP2013200479A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Citizen Holdings Co Ltd | Optical device and manufacturing method of optical device |
| US20140048410A1 (en) * | 2011-04-29 | 2014-02-20 | Universite De Limoges | Device for the excitation of a gas column enclosed in a hollow-core optical fibre |
-
2015
- 2015-07-22 FR FR1501561A patent/FR3039289A1/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050259934A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-11-24 | Burak Temelkuran | Photonic crystal fibers and medical systems including photonic crystal fibers |
| US20070014528A1 (en) * | 2005-07-18 | 2007-01-18 | Lynda Busse | Optical fiber clad-protective terminations |
| US7835068B1 (en) * | 2005-07-29 | 2010-11-16 | Lockheed Martin Corporation | Photonic-crystal-rod optical amplifier with sealed-hole endcap and associated method |
| EP1772758A1 (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-11 | TRUMPF Laser GmbH + Co. KG | Optical Fibre with hollow core |
| US7099533B1 (en) * | 2005-11-08 | 2006-08-29 | Chenard Francois | Fiber optic infrared laser beam delivery system |
| US20130022060A1 (en) * | 2011-04-26 | 2013-01-24 | Meggitt (France) | Device for transmitting light energy and associated transmission method |
| US20140048410A1 (en) * | 2011-04-29 | 2014-02-20 | Universite De Limoges | Device for the excitation of a gas column enclosed in a hollow-core optical fibre |
| JP2013200479A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Citizen Holdings Co Ltd | Optical device and manufacturing method of optical device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102018125237A1 (en) | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | ULTRA-SHORT-PULSE-LASER LIGHTING CABLE |
| LU100495B1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-05-22 | Highyag Lasertechnologie Gmbh | Ultra short pulse laser light guide cable |
| EP3812807A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-28 | ASML Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
| WO2021078690A1 (en) * | 2019-10-24 | 2021-04-29 | Asml Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
| US11774671B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-10-03 | Asml Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
| EP3839586A1 (en) * | 2019-12-18 | 2021-06-23 | ASML Netherlands B.V. | Hollow-core photonic crystal fiber based optical component for broadband radiation generation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2775983A1 (en) | Device for the transmission of light energy and associated transmission process | |
| FR3039289A1 (en) | TERMINATION FOR OPTICAL FIBER WITH HOLLOW HEART | |
| EP2491628A2 (en) | System for continuously generating polychromatic light by means of doped microstructured optical fibre. | |
| WO2006114557A1 (en) | Laser device triggered by a photonic fibre | |
| EP2556408A1 (en) | Pulsed supercontinuum source of variable pulse duration | |
| EP2147487B1 (en) | Pulsed microchip laser | |
| FR2996011A1 (en) | METHOD FOR CONNECTING OPTICAL FIBER AND CONNECTOR FOR OPTICAL FIBER | |
| EP2497165B1 (en) | Optical source implementing a doped fibre, fibre for such an optical source and method for manufacturing such a fibre | |
| FR2901424A1 (en) | IMPULSIVE LASER DEVICE WITH HIGH POWER OPTICAL FIBER | |
| FR2935554A1 (en) | HIGH POWER FIBER LASER DEVICE | |
| FR2903817A1 (en) | FIBER OPTIC POWER LASER DEVICE | |
| FR2967309A1 (en) | LOW NOISE RAMAN LASER DEVICE, RAMAN LASER SYSTEM AND ASSOCIATED METHOD. | |
| EP1966856B1 (en) | Device with optical guide for producing an optical signal by optical pumping and uses of the device | |
| FR2994035A1 (en) | HIGH BRILLOIN HIGH THICK OPTICAL FIBER AMPLIFIER AND METHOD FOR MANUFACTURING SUCH AMPLIFIER | |
| EP0180509B1 (en) | Method and apparatus for a controllable and stable phase modulation | |
| FR2618278A1 (en) | FIBER OPTIC CORRELATOR. | |
| EP2676338B1 (en) | High-power optical fibre laser | |
| EP1798397B1 (en) | Laser ignition system | |
| Xiao et al. | 100 μm core diameter monolithic fiber side-pumping coupler for 10 mJ 10 ns all-fiber laser | |
| FR2858721A1 (en) | Laser with intracavity pumping incorporating a laser beam expansion device between the first and second pumping crystals, notably for medical applications | |
| WO2019202145A1 (en) | Method for generating ultrashort pulses | |
| FR3018144A1 (en) | HYBRID OPTICAL AMPLIFICATION DEVICE | |
| FR3096793A1 (en) | Double-pass optical device and fiber optic amplifier architectures. | |
| FR2858720A1 (en) | Laser with intracavity pumping incorporating a laser beam expansion device between the first and second pumping crystals, notably for medical applications | |
| FR2812407A1 (en) | WAVE BEAM CONVERTER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20170127 |