JP2018185504A - 光システムとともに用いられるクラッドモードストリッパー及び同クラッドモードストリッパーを形成する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバーのクラッド層内を伝播する不要な低開口数（ＮＡ）光を取り除く際に有用な全ガラスクラッドモードストリッパー及び光システムを提供する。【解決手段】光デバイス全ガラスクラッドモードストリッパー１０は、光ファイバー１６の内部のクラッド領域１４の露出部分に沿って配置された複数の高屈折率の小径ガラスビーズ１２を備える。クラッド層内を伝播している不要な低ＮＡ信号光（及び他の任意のタイプの迷光）は、隣接するビーズ内に屈折することによって取り除かれ、この捕捉された光は、その後、光ファイバーから散乱除去される。【選択図】図２

Description

本発明は、光システムに関し、より詳細には、光ファイバーのクラッド層内を伝播する不要な低開口数（ＮＡ）光を取り除く際に有用なクラッドモードストリッパーに関する。

迷光が光ファイバーのクラッド層内を伝播していることが認められる様々な状況が存在する。例えば、同様でないコア径（又は心合わせ不良のコア領域）のファイバー間の融着接続部では、伝播する光信号の一部分が、隣接するクラッド層内に結合することが起こり得る。融着接続部におけるこの不要な結合が起こる可能性は、ファイバー束（又はテーパーファイバー束）を出力ファイバーにスプライスするときにより一層高くなる。いずれにしても、この迷光が比較的高い電力レベル（例えば、約１Ｗよりも大きい電力レベル）と関連しているとき、この光はファイバーを加熱し始め、その結果、熱損傷（及び最終的にはシステム障害）を引き起こす。

特に、ファイバーベースのレーザー及び光増幅器は、このタイプの熱損傷を受けやすい高電力光システムの好例である。これらの高電力のファイバーベースの構成要素は、通常、ファイバー構造体のクラッド層を利用して、必要なポンプ光を希土類ドープ利得ファイバーの一セクションに導入する。この利得ファイバーは、少なくとも２つの個別のクラッド層によって囲まれたコア領域を備え、ポンプ光は、このコア領域に隣接するクラッド層に導入される。

利得ファイバーの遠端終端では、幾つかの残留ポンプ光に加えて、他の不要なスプリアス信号（例えば、低ＮＡ信号光）が、依然として、クラッド層に沿って伝播している場合がある（以下「クラッドモード」と呼ばれる場合がある）。低ＮＡ信号光を取り除く１つの既存の方法においては、長い寸法の高屈折率再被覆ダブルクラッドファイバーが利用される。しかしながら、この高屈折率被覆は、それ自体、熱損傷の傾向がある。

したがって、低ＮＡ光（例えば、ＮＡ＜０．１５）を除去する代替の非被覆ベースの方法に関心が寄せられている。

従来技術に残されたニーズは、高電力光システムに関し、より詳細には、光ファイバーのクラッド層内を伝播している不要な低開口数（ＮＡ）光を取り除く際に有用なクラッドモードストリッパーに関する本発明によって対処される。

本発明の例示的な実施の形態によれば、全ガラスクラッドモードストリッパーは、光ファイバーの内部のクラッド層の露出部分に沿って配置された複数の高屈折率の小径ガラスビーズを備える。クラッド層内を伝播している不要な低ＮＡ信号光（及び他の任意のタイプの迷光）は、隣接するビーズ内に屈折することによって取り除かれ、この捕捉された光は、その後、光ファイバーから散乱除去される。

本発明の好ましい実施の形態において、ガラスビーズは、約１．４４〜約１．９の範囲の屈折率（すなわち、少なくともクラッド層の屈折率よりも大きな屈折率）と、伝播する光の波長と概ね同じオーダーの直径（通常、約１．０μｍよりも大きい）とを示す。ガラスビーズの（平均）直径とこの構成の熱効率（すなわち、ファイバー温度が信号電力の関数として増加する尺度）との間にはトレードオフが存在し、ビーズは、好ましくは、約６０μｍ以下の直径を保持する。製造時において、低ＮＡ信号光が伝播しているクラッド層にビーズを直接融着することができる。代替的に、クラッド層の一部分を被覆するように配置された低屈折率材料内にビーズを懸濁することもできる。

迷光（特に、屈折するのに比較的長い相互作用長を必要とする低ＮＡ光）を除去する必要があるあらゆる状況において、任意のタイプの光ファイバーとともにビーズベースのクラッドモードストリッパーを用いることができるということが本発明の一態様である。

本発明の１つの特定の実施の形態は、光ファイバーのクラッド層に沿って伝播する迷光を取り除く光デバイスであって、
前記光ファイバーの前記クラッド層の露出部分を取り囲むように配置された複数のガラスビーズを備え、
前記ビーズは、前記迷光の波長よりも大きな直径と、前記クラッド層の屈折率値よりも大きな屈折率値とを有し、前記迷光は、前記クラッド層から外部に屈折するとともに前記複数のガラスビーズの内部に屈折し、前記光ファイバーから散乱除去される、光デバイスの形をとる。

別の実施の形態は、光システムであって、
伝播する光信号を増幅するドープコア領域、及び前記伝播する光信号を増幅するのに利用されるポンプ光の伝播をサポートするクラッド層と、前記クラッド層を取り囲むように配置された外部被覆層とを備える光ファイバーであって、前記伝播する光信号の一部分は、前記クラッド層に入力して不要な迷光になる、光ファイバーと、
前記外部被覆層が取り除かれている前記クラッド層の露出セクションに沿って配置された全ガラスクラッドモードストリッパーであって、該全ガラスクラッドモードストリッパーは、前記迷光を該光システムから屈折除去するものであり、
前記クラッド層の前記露出セクションを取り囲むように配置された複数のガラスビーズであって、該ガラスビーズは、前記伝播する光信号の波長よりも大きな直径と、前記クラッド層の屈折率値よりも大きな屈折率値とを有し、前記迷光信号は、前記クラッド層から外部に屈折して前記複数のガラスビーズ内に入り、前記光ファイバーから散乱除去される、複数のガラスビーズ、
を備える、全ガラスクラッドモードストリッパーと、
を備える、光システムに関する。

本発明の更に別の例示的な実施の形態は、光ファイバー用の全ガラスクラッドモードストリッパーを製造する方法であって、
クラッド層によって取り囲まれたコア領域を有する光ファイバーであって、１つ以上の外層が前記クラッド層を取り囲むように配置されている、光ファイバーを準備するステップと、
前記クラッド層の一セクションを露出させることであって、該露出されたセクションの長さは、前記クラッドモードストリッパーの相互作用長を規定する、ステップと、
前記クラッド層の前記露出されたセクションの周囲に複数のガラスビーズを配置するステップであって、該複数のガラスビーズは、前記クラッド層の屈折率よりも大きな屈折率を有する材料から形成され、前記各ビーズは、約１００μｍ未満の直径を有する、ステップと、
を含む、方法に関する。

本発明の他の実施の形態及び態様並びに更なる実施の形態及び態様は、以下の論述の過程において添付図面を参照することによって明らかになる。

次に、図面について言及する。なお、図面において、同様の参照符号は、幾つかの図において同様の部分を表す。

ＮＡと相互作用長との間の関係を示すグラフである。 本発明の一例示的な実施形態に従って形成された一例示的な全ガラスクラッドモードストリッパーの切り欠き側面図である。 露出したクラッド層を取り囲む複数のガラスビーズの配置を示す、図２のクラッドモードストリッパーの切り欠き端面図である。 光ファイバークラッド層へのガラスビーズの取り付けと、迷光がガラスビーズによって屈折されたときに進むパスとを示す、図２の一部分の拡大図である。 ビーズ及びそれらの相対寸法に関連した様々なパラメーターの定義を含む、クラッド層の一部分に位置決めされた一対のガラスビーズを示す図である。 本発明の一例示的な実施形態に従って形成された一例示的な全ガラスクラッドモードストリッパーの除去効率のグラフである。 本発明の代替の実施形態を示す図であり、この場合、複数のガラスビーズは、ポリマー接着剤と組み合わされ、露出したクラッド層に取り付けられている。 光ファイバーのテーパーセクションに沿って不要な高次モード（ＨＯＭ）を取り除く、本発明の一例示的な実施形態のクラッドモードストリッパーの利用形態を示す図である。 本発明の一例示的な実施形態のクラッドモードストリッパーをテーパーファイバー束とともに利用する形態を示す図である。 迷信号光をファイバーベースの光増幅器から取り除く、本発明の一例示的な実施形態のクラッドモードストリッパーの利用形態を示す図である。 ２つの光ファイバー間の融着接続の領域において迷光を取り除く、本発明の一例示的な実施形態のクラッドモードストリッパーの利用形態を示す図である。 非円形の幾何形状のファイバーを有するモードストリッパーの使用形態を示す、本発明の例示的な実施形態によるモードストリッパーの２つの例示的な構成の断面図である。

上記で論述したように、本発明の一例示的な実施形態に従って形成されたクラッドモードストリッパーは、特に、光ファイバーのクラッド層内を伝播している不要な低開口数（ＮＡ）信号光を（例えば、ファイバーベースの光増幅器の出力若しくはファイバーベースの光レーザーの出力において；又は代替的に、ファイバー間、ファイバーとビームコンバイナーとの間等のスプライスロケーションにおいて）取り除くように構成されている。低ＮＡ光は、これまでのよく知られた従来技術のクラッドモード除去技法を用いると、容易に取り除くことはできない。なぜならば、低ＮＡ光は、ポンプ光クラッドモードストリッパーを実施するのに用いられる比較的短い長さの光ファイバーにわたるクラッド（及び他の外層）とは十分に相互作用しないからである。すなわち、比較的長い相互作用長（低ＮＡ光を取り除くのに必要とされるような長さ）を利用することは、実際的な解決策でない（ほとんどの用途の場合にサイズが過度に大きくなる、長い寸法のファイバーに伴う費用が高くなる等）一方、コスト要件及びサイズ要件を維持するようにファイバーの長さを制約すると、熱管理問題が生じる（短いファイバー長にわたって放散する熱が過度に多くなる）。

有利には、連続的な毛細管（この管は好ましい従来技術のモードストリッパーである）の代わりに個々の小径ガラスビーズを用いることによって、モードストリッパー自体に対する構造的損傷の恐れがなく、比較的長い（例えば、２０ｍｍよりも大きい）モードストリッパーを用いることが可能になる頑健（ロバスト）度がもたらされる。

図１は、ＮＡと相互作用長との間の関係を示すグラフであり、これらのパラメーター（マルチモードメリジオナル光線の伝播をサポートする標準的な４００μｍクラッド径ファイバー用に生成された値）の間の関係の指数関数性を示している。図１を参照すると、ＮＡが減少するにつれて、光を出力結合するのに必要とされる相互作用長は指数関数的に増加する。０．０２の通常の「低ＮＡ」の場合、少なくとも３０ｍｍの相互作用長が必要とされることが示されている。この長さは、約１０ｍｍよりも長い長さの場合に壊れやすく折れる傾向がある従来技術のガラス管（毛細管）モード除去構造体の能力よりもはるかに優れている。

図２は、従来技術に残されているこれらの問題及び他の問題に対処し、それらの問題を克服する、本発明の１つの例示的な実施形態に従って形成された一例示的な全ガラス高電力クラッドモードストリッパー１０を示している。図示するように、クラッドモードストリッパー１０は、光ファイバー１６のクラッド層１４に結合された複数のガラスビーズ１２を備える。光ファイバー１６は、コア領域１８及び外部ポリマー被覆２０も備える。ガラスビーズ１２は、クラッド層１４の屈折率よりも大きな屈折率を有する材料から形成され、このため、屈折される迷光のパスが提供される。上述したように、ガラスビーズ１２は、比較的小さな直径（均一である必要はない）を示すように形成されているが、ファイバーを通って伝播する光の波長よりも大きな直径を有する（通常、１μｍ〜１００μｍのオーダーの直径が適している）。その上、ビーズは、形状が完全な球形である必要はなく、幾分細長いビーズ又はそれ以外の変形したビーズも可能な代替形態であると理解すべきである。

クラッド層１４内を伝播している迷光は、上記で論述したように、問題となることが分かっている。この迷光の一部分は、（レーザー又は増幅器の場合において）従来の方法を用いて取り除くことが比較的容易である残留ポンプ光を含む場合がある。低開口数（ＮＡ）信号光も、クラッド内に現れる場合があり（すなわち、「クラッドモード」）、図２の構成に示されている。この低ＮＡ光は、比較的長い期間の間クラッド内に留まらないことから、上記で論述したように、適した相互作用長内で取り除くことが困難である。低ＮＡクラッドモード迷光は、ファイバー増幅器又はレーザー内においてコア領域境界の外部に伝播する信号光である場合がある。また、低ＮＡ迷光は、ファイバー間のスプライスロケーションにおいて発生する場合がある。以下で詳細に説明するように、全ガラスクラッドモードストリッパー１０は、この低ＮＡ光をクラッド層１４から取り除くことが効果的かつ効率的である。

全ガラスクラッドモードストリッパー１０の説明を続ける。ビーズ１２は、（クラッド層１４の屈折率に対して）相対的に高い屈折率を有するガラス材料を含み、そのため、クラッド層１４内の迷光は、クラッド層１４から外部に屈折して、ファイバー１６から離れる方向に散乱する。特に、１．４４〜１．９の範囲内の屈折率が、本発明のクラッドモードストリッパーとして利用されるビーズに適している。

図２に示すように、複数のビーズ１２は、内部のクラッド層１４が露出している光ファイバー１６のセクションに沿って配置されている。図２に示す特定の実施形態において、ビーズ１２は、長さＬのこの露出したセクションに沿って配置されている。「Ｌ」の値は、十分な量の迷クラッドモード光を取り除くのに必要とされる相互作用長に従って求められる。図３は、図２の線３−３に沿って見たクラッドモードストリッパー１０の切り欠き端面図であり、クラッド層１４の周囲を巡るビーズ１２の配置を示している。

クラッド層１４内を伝播している低ＮＡ迷光がビーズ１２に遭遇すると、この光は、クラッド層１４から外部に屈折する。特に、ビーズ１２の物理設計は、この出力結合された光を光ファイバー１６から散乱除去するように機能し、（そのような散乱が行われず、低ＮＡ迷光が引き続き光ファイバー１６内を伝播することが可能であると、発生し得るような）熱損傷の可能性を低減する。図４は、クラッド層１４の一部分及び単一のビーズ１２の拡大図であり、本発明の一例示的な実施形態に従って形成されたクラッドモードストリッパー１０によってもたらされる屈折動作及び散乱動作を示している。

上述したように、これらの散乱ビーズは、相対的に高い屈折率（例えば、約１．４４〜約１．９の範囲内）を有する必要がある。これらのモード除去ビーズを形成するのに用いることができる材料には、ＳｉＯ_２、ガラス、サファイア、ソーダ石灰、酸化アルミニウム等が含まれるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、周囲温度が変動している間、クラッドモードストリッパーに対する構造的損傷を最小にするために、選択された材料は、光ファイバー自体の熱膨張係数と実質的に一致する熱膨張係数を有する。また、ビーズの直径Ｄは、散乱するのに必要とされる光の波長よりも大きいことも好ましい（通常、１ミクロンよりも大きな直径）。以下でより詳細に論述するように、約１μｍ〜約５０μｍの範囲内の直径を有するビーズが、クラッドモードストリッパーとしての使用に適していることが分かっている。

図５は、一例示的なクラッドモードストリッパー１０の一部分を示し、ビーズ１２の物理的サイズに伴う様々な特性を示している。この図には、一対のビーズ１２_１及び１２_２が示され、これらのビーズは、クラッド層１４の表面１４−Ｓに直接融着されている。Ｈ_２／Ｏ_２トーチ等の熱源を用いて、ビーズ１２をクラッド層１４に融着することができる。ビーズをクラッド層に取り付けるのに用いられる方法を問わず、ビーズを備えることによって、クラッド層１４に存在する迷光が光ファイバー１６から散乱除去される経路が作成される。図５には、ビーズ１２_１の中心とビーズ１２_２の中心との間の距離（Ｄ_ｂとして示される）と、クラッド層１４への各ビーズの融着取り付けの長さ（Ｄ_ｆとして示される）と、ファイバーエアインターフェース長として規定され、Ｄ_ａとして示されるクラッド層１４の表面における隣接するビーズ間の「ギャップ」の長さも示されている。

本発明のクラッドモードストリッパーの効率的な動作のために、経路は、全ファイバー表面の大部分を満たすべきである。このため、以下の関係が適用可能である。

ファイバーとビーズとの間の相互作用を増加させるためには、Ｄ_ａを最小にすべきであることが分かる。これは、ビーズ自体の直径を減少させることによって、又は、ビーズとファイバー表面との間の融着接続の長さを増加させることによって達成することができる。ビーズの直径を減少させることによって、ビーズは、ファイバーの表面をより安定してかつより均一に覆うことが可能になる。加えて、融着の長さは、ビーズとファイバー表面との間の微小接合部における点応力集中部（point stress concentrators）を作成する可能性に関連していることが分かっている。そのような応力集中は、ファイバーの機械的な強度に影響を及ぼす場合があるが、融着の程度（これは、ひいては、ビーズの直径に関連している）を管理することによって、適した強度を維持することができる。ビーズとファイバーとの間の応力を更に最小にするために、ファイバーの熱膨張係数（ＣＴＥ）と同様のＣＴＥを示すビーズを利用することも望ましい。

図６は、本発明の一例示的な実施形態の全ガラスクラッドモードストリッパー１０の光除去効率のグラフであり、初期入力電力（Ｗで測定される）の関数として迷光の残った出力電力をプロットしたものである。この特定の実施形態の場合、ビーズ１２は、１μｍ〜１０μｍの範囲内の直径を有するソーダ石灰ガラスビーズを含んでいた（ソーダ石灰ガラスは約１．５２の屈折率を有する）。Ｈ_２／Ｏ_２トーチを用いてガラスビーズ１２をクラッド層１４に融着した一例示的なファイバーを試験した。０．１２ＮＡポンプ光（９８０ｎｍで動作する）をクラッド層１４に注入することによって、光除去効率を測定した。図６のプロットを参照すると、９６％のオーダーの光除去効率を達成した（すなわち、迷光の９６％が本発明のクラッドモードストリッパーによって取り除かれた）。

様々な異なる方法を用いて、複数のビーズをクラッド層と結合関係にして配置することができる。上述したように、ビーズは、クラッド層の外表面に直接融着させることができる。この技法は、ビーズが低い融点を有し、ファイバー自体の特性に影響を及ぼすことなくファイバーに取り付け可能である状況において適切である。上述したＨ_２／Ｏ_２トーチ以外に、この融着プロセスを実行するのに用いることができる他の直接的な熱源には、ＣＯ_２レーザー、ＲＦ加熱、又は抵抗フィラメント加熱装置の使用が含まれる（ただし、これらに限定されるものではない）。ビーズを構成する材料は、ビーズの融点がファイバー自体を形成する材料の融点よりも低くなるように選択することができる（ソーダ石灰は、比較的低い融点を有する材料の例示である）。この場合、融着プロセスによって、ファイバー自体のいずれの部分も歪める（融解する）ことなく、ビーズをクラッド層に付着することが可能になる。したがって、ファイバー構造体の物理的摂動に通常は影響されやすい大モード面積（ＬＭＡ）ファイバーの場合であっても、ファイバーのコア領域を通って伝播する信号光の完全性は保存される。

代替的に、屈折率整合液を用いて、ビーズを露出したクラッド層に結合してもよい。スピンオンガラス又は適切なポリマー接着剤等の材料を用いることができる。図７は、本発明の一例示的な実施形態に従って形成された一例示的な全ガラスクラッドモードストリッパー１０Ａを示している。この実施形態では、複数のガラスビーズ１２が、まず液体７０（「散乱媒体７２」を形成する化合物）に浸漬され、次に、散乱媒体７２は、クラッド層１４が露出されている（クラッド層１４はこの説明図では見えない）光ファイバー１６の部分を被覆するために付着される。特に、準備されたファイバー（すなわち、露出されたクラッド層の部分を有するファイバー）を散乱媒体７２に浸漬させることができ、この場合、媒体７２は、好ましくはクラッド層１４に付着するとともに外部ポリマー被覆２０を覆わないようにしておく。液体７０は、ポリマー、ゲル、又はビーズ１２を混合して懸濁液を形成することができる任意の適切な化合物とすることができる。本発明の一例示的な実施形態によれば、液体７０におけるビーズ１２の濃度は、露出したクラッド層１４に沿ったビーズ１２の接触が低ＮＡ迷光の十分な相互作用長を提供するように制御される。

上述したように、本発明の様々な実施形態の全ガラスクラッドモードストリッパーは、光ファイバーのクラッド層から迷光を取り除くことが望まれている様々な異なる用途において用いることができる。図８は、全ガラスクラッドモードストリッパー１０が、高次モード（ＨＯＭ）ファイバーの一セクションに沿って伝播していたＨＯＭを取り除くのに用いられる１つの例示的な用途を示している。図示するように、ＨＯＭファイバーは、複数の光モード（例えば、基本ＬＰ_０１モード及び高次ＬＰ_１１モードの双方）の伝播をサポートすることが可能なコア領域８２を備える。ＨＯＭファイバーは、クラッド層８４及び外部被覆層８６も備える。

ＨＯＭがＨＯＭファイバーの一セクションに沿って伝播し続けないようにする１つの既知の構成は、図８に示すテーパー領域等のテーパー構造を作成することである。詳細には、テーパー領域は、特に、（テーパー）コア領域８２_Ｔ内で基本モードの伝播をサポートし続けるように設計されているが、高次モードを（テーパー）クラッド層８４_Ｔに本質的に存在させる。テーパー領域を越えると、テーパーコア領域８２_Ｔ及びテーパークラッド層８４_Ｔの双方の最小の物理サイズを示すものとして規定されるテーパーウエスト部９０がある。

図８の説明を続ける。ＨＯＭファイバーは、コア領域８２内を伝播している基本モード信号のモードプロファイルを保存するために断熱方式で拡大する拡大テーパー領域９２を備えるように形成されている。

幾つかの従来技術の構成では、ＨＯＭ光の残留量は、ＨＯＭファイバーの出力エリアにおいてクラッド層８４内を引き続き「迷光」として伝播している場合がある。本発明の一例示的な実施形態によれば、このＨＯＭ迷光は、図８に示すように、テーパーウエスト部９０に沿って全ガラスクラッドモードストリッパー１０を配置することによって取り除くことができる。有利には、外部被覆層１６は、テーパー化プロセスを開始する前に取り除かれ、これによって、ビーズ１２を層１４に直接融着することができるようにクラッド層１４を露出させることが可能になる。この実施形態において、複数のビーズ１２は、テーパー化プロセスの結果として、テーパークラッド層８４_Ｔに入力したＨＯＭ光（ＬＰ_１１モード等）を屈折させる。

このように、本発明の全ガラスクラッドモードストリッパー１０を備えることによって、高次モードのほとんど又は全てが、ＨＯＭファイバーから出ていく出力信号から取り除かれている。

図９は、本発明の全ガラスクラッドモードストリッパーの別の用途を示している。この場合、テーパーファイバー束１００は、単一の出力ファイバー１１０に融合される。テーパーファイバー束構成を作製する技術において知られているように、複数の個々のファイバーはともにグループ化され、外部被覆が取り除かれ、収集されたグループが図９におけるテーパー１１２として示す長さに沿ってテーパー化される。幾つかの場合には、各ファイバーのクラッド層の選択された部分も、コア領域が互いに接合しやすいように除去される。

テーパーファイバー束１００と出力ファイバー１１０との間のスプライスロケーション１１４において、迷光が出力ファイバー１１０のクラッド層１２０に沿って伝播することが分かる。このため、本発明の一例示的な実施形態によれば、出力ファイバー１１０のクラッド層１１６に結合された複数のビーズ１２を有する全ガラスクラッドモードストリッパー１０を出力ファイバー１１０の一領域に沿って配置することができる。上述した実施形態と同じ方法で、ビーズ１２は、迷光をクラッド層１１６の外部に屈折させ、出力ファイバー１１０から取り除く。

上記論述は、本発明の全ガラスクラッドモードストリッパーがファイバーベースの光増幅器又はレーザーと関連して利用される１つの例示的な形態を述べている。図１０は、これらの用途において用いられるような光利得ファイバー１２０の一セクションを示している。ここで、コア領域１２２には、ポンプ光の存在下で入来する光信号を増幅する希土類材料（エルビウム等）がドープされている。増幅される入力信号Ｉは、コア領域１２２内に結合されるように示されている。ポンプ光Ｐは、コア領域１２２を取り囲むクラッド層１２４内に結合されるように示されている。外部被覆層１２６は、クラッド層１２４を覆うように形成されている。

本発明の一例示的な実施形態に従って形成された一例示的な全ガラスクラッドモードストリッパー１０は、増幅器構造体の出力端に位置決めされるように示されている。上記で論述した様々な構成と同様に、外部被覆層１２６の一部分は、モードストリッパー１０がクラッド層１２４に隣接して位置決めされるように取り除かれる。モードストリッパー１０の複数のビーズ１２は、存在し得るあらゆる残留ポンプ光（すなわち、増幅プロセス中に吸収されていないあらゆるポンプ光）と、クラッド層１２４内を伝播している増幅された迷信号光との双方を屈折させるように機能する。図１０に示すこの特定の構成では、ビーズ１２の複数の層が、露出したクラッド層１２４を取り囲むように示されている。

出力ファイバー１３０の一セクションは、増幅器ファイバー１２０の端部終端にスプライスされるように示されている。本発明の一例示的な実施形態によれば、全ガラスクラッドモードストリッパー１０を利用することによって、増幅器ファイバー１２０のコア領域１２２を出て行く増幅された信号光のみが出力ファイバー１３０のコア領域１３２内に結合されることが確保される。

本発明の全ガラスクラッドモードストリッパーの一例示的な実施形態がファイバースプライスロケーションとともに利用される別の形態が図１１に示されている。この用途では、同様の形態の２つのファイバー１４０、１５０が互いにスプライスされている。しかしながら、コア領域１４２及び１５２はそれぞれ、スプライスロケーション１６０において、スプライス操作中に僅かに心合わせ不良になっている（この心合わせ不良は論述のため誇張されている）。心合わせ不良の結果、コア領域１４２に沿って伝播する信号の一部分は、光ファイバー１５０のクラッド層１５４内に注入される。このため、本発明の一例示的な実施形態によれば、クラッドモードストリッパー１０が、クラッド層１５４の露出セクション（すなわち、このセクションでは、外部被覆１５６が取り除かれている）に沿って配置され、これによって、クラッド層１５４内の迷光を光ファイバー１５０のコア領域１５２から外方に誘導して除去することが可能になる。他の上述した構成の全てと同様に、クラッド層に沿って伝播する迷光を取り除くことによって、ファイバーに対する熱損傷の可能性が最小となる。

これまで説明してきた実施形態は、本発明の全ガラスモードストリッパーが従来の円形断面のファイバーとともに利用される形態を示しているが、上記全ガラスモードストリッパーは、ガラスビーズ１２をクラッド層に隣接して配置する（例えば、クラッド層材料に直接融着するか又はクラッド層材料に付着される懸濁液に含める）ことができる限り、様々な幾何形状のファイバーとともに用いることができると理解すべきである。図１２（ａ）は、１つの例示的な非円形断面幾何形状１７０を示し、図１２（ｂ）は、別の例示的な非円形断面幾何形状１８０を示している。他の任意の適した幾何形状も可能である。

本発明の全ガラスビーズベースのクラッドモードストリッパーの一例示的な実施形態は、いずれのタイプのファイバーを伴う場合であっても、クラッド層内を伝播する迷光を除去する必要があるあらゆる状況において有用であることは、上記から明らかである。したがって、幾つかの特定の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は例示にすぎず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるように意図されていると理解すべきである。

Claims (10)

1. 光ファイバーのクラッド層に沿って伝播する迷光を取り除く光デバイスであって、
   前記光ファイバーの前記クラッド層の露出部分を取り囲むように配置された複数のガラスビーズを備え、
   前記ガラスビーズは、前記迷光の波長よりも大きな直径と、前記クラッド層の屈折率値よりも大きな屈折率値とを有し、前記迷光は、前記クラッド層から外部に屈折するとともに前記複数のガラスビーズの内部に屈折し、前記光ファイバーから散乱除去される、光デバイス。
2. 前記複数のガラスビーズは、１μｍ〜１００μｍの範囲の直径を有する、請求項１に記載の光デバイス。
3. 前記複数のガラスビーズは、１．５〜１．９の範囲の屈折率を示す、請求項１に記載の光デバイス。
4. 前記複数のガラスビーズは、所定の長さＬの前記露出したクラッド層にわたって配置され、Ｌは、前記迷光を取り除くのに必要とされる相互作用長に関連付けられている、請求項１に記載の光デバイス。
5. 前記複数のガラスビーズは、前記露出したクラッド層に融着される、請求項１に記載の光デバイス。
6. 前記光デバイスは、低屈折率結合材を更に備え、前記複数のガラスビーズは、前記低屈折率結合材内に懸濁し、前記結合材は、前記光ファイバークラッド層に付着される、請求項１に記載の光デバイス。
7. 前記複数のガラスビーズは、ＳｉＯ_２、ガラス、サファイア、ソーダ石灰、酸化アルミニウムからなる群から選択された材料から形成される、請求項１に記載の光デバイス。
8. 光システムであって、
   伝播する光信号を増幅するドープコア領域、及び前記伝播する光信号を増幅するのに利用されるポンプ光の伝播をサポートするクラッド層と、前記クラッド層を取り囲むように配置された外部被覆層とを備える光ファイバーであって、前記伝播する光信号の一部分は、前記クラッド層に入力して不要な迷光になる、光ファイバーと、
   前記外部被覆層が取り除かれている前記クラッド層の露出セクションに沿って配置された全ガラスクラッドモードストリッパーであって、該全ガラスクラッドモードストリッパーは、前記迷光を該光システムから屈折除去するものであり、
   前記クラッド層の前記露出セクションを取り囲むように配置された複数のガラスビーズであって、該ガラスビーズは、前記伝播する光信号の波長よりも大きな直径と、前記クラッド層の屈折率値よりも大きな屈折率値とを有し、前記迷光信号は、前記クラッド層から外部に屈折して前記複数のガラスビーズ内に入り、前記光ファイバーから散乱除去される、複数のガラスビーズ、
   を備える、全ガラスクラッドモードストリッパーと、
   を備える、光システム。
9. 第１のファイバーと第２のファイバーとの間の光学スプライスにおいて迷光を取り除く機構であって、
   前記光学スプライスに沿って配置された全ガラスクラッドモードストリッパー、
   を備え、
   前記全ガラスクラッドモードストリッパーは、前記迷光を光システムから屈折除去するものであり、前記光学スプライスを取り囲むように配置された複数のガラスビーズを備え、該ガラスビーズは、伝播する光信号の波長よりも大きな直径と、クラッド層の屈折率値よりも大きな屈折率値とを有し、前記迷光は、前記クラッド層から外部に屈折して前記複数のガラスビーズ内に入り、前記スプライスから散乱除去される、機構。
10. 光ファイバー用の全ガラスクラッドモードストリッパーを製造する方法であって、
    クラッド層によって取り囲まれたコア領域を有する光ファイバーであって、１つ以上の外層が前記クラッド層を取り囲むように配置されている、光ファイバーを準備することと、
    前記クラッド層の一セクションを露出させることであって、該露出されたセクションの長さは、前記クラッドモードストリッパーの相互作用長を規定することと、
    前記クラッド層の前記露出されたセクションの周囲に複数のガラスビーズを配置することであって、該複数のガラスビーズは、前記クラッド層の屈折率よりも大きな屈折率を有する材料から形成され、前記各ビーズは、１００μｍ未満の直径を有することと、
    を含む、方法。

Images