JP6055462B2 - 三重シースシングルモード光ファイバ - Google Patents
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Description
希土類元素がドープされたシングルモードコア(たとえばイッテルビウムがドープされたアルミノケイ酸塩製)と、
屈折率が前記シングルモードコアとわずかに異なる(たとえば10−3以下)光学的不活性(非増幅)中間シース(たとえばゲルマニウムをドープしたシリカ製)と、
マルチモード・ポンピング・シース(たとえばシリカ製)と、
外側シース(屈折率がコア、中間シースおよびマルチモード・ポンピング・シースの屈折率よりもはるかに低い)と、
から成る。
希土類元素が少なくとも部分的にドープされたシングルモードコアと、
光学的不活性中間シースと、
マルチモード・ポンピング・シースと、
外側シースと、
を備えており、
前記中間シースが、長手状素子を集合させることによって形成され、
前記中間シースが、前記シングルモードコアの屈折率と最大で10−3異なる屈折率を有する第1の光学材料と、前記シングルモードコアの屈折率と少なくとも10−3異なる屈折率を有する第2の光学材料と、から構成されている、
という点で注目に値する。
前記第1の光学材料から成る中央長手部と、
前記中央長手部を囲み、該中央長手部よりも小さい横断面積を有し、前記第2の光学材料から成る周縁長手部と、
を備える長手状素子を備える。
前記第1の光学材料から成る第1の長手状素子と、
前記第1の光学材料から成る中央長手部と、前記中央長手部を囲み、該中央長手部よりも小さい横断面積を有し、前記第2の光学材料から成る周縁長手部とを備える第2の長手状素子と、
を備えてもよい。
1セットの粉末が前記中間シースの長手状素子に対応するプレフォーム内に配置され、
前記プレフォームがガラス化され、
前記長手状素子の寸法が前記長手状素子を形成するためのファイバを線引きすることによって調節され、
前記長手状素子が前記中間シースを形成するよう配置され、
真空が前記長手状素子間に形成される(完全な個体である、つまり空気を含まない構造が得られる)、
中間シースを製造する製造工程を使用することができる。
粉末がシングルモードコアの長手状素子にそれぞれ対応するプレフォーム内に配置され、
前記プレフォームがガラス化され、
前記プレフォームの寸法が、長手状素子を形成するためのファイバを線引きすることによって調節され、
前記シングルモードコアを形成するよう前記長手状素子が配置され、
真空が前記長手状素子間に形成される。
希土類元が少なくとも部分的にドープされたシングルモードコア2と、
光学的に不活性であるが、コアにシングルモード特徴を与えるのに役立つ中間シース3と、
マルチモード・ポンピング・シース4と、
外側シース5と、
を備える。
コア2に類似し、屈折率N12を有するシングルモードコア12と、
光学的に不活性であり、有効屈折率N13を有する中間シース13(中間シース3と類似)と、
ポンピングシース4に類似し、屈折率N14を有するマルチモード・ポンピング・シース14と、
シース5に類似し、屈折率N15を有する外側シース15と、
を備える。
長手状素子13Aから成るリングの数、
屈折率を決定する、各長手状素子13Aの長手部13Bおよび13Cのドーピング速度、
シース13の有効屈折率を決定する、各長手状素子13Aの前記部分13Bと13Cの断面積の比(もしくは、図3Bを参照して寸法D13BおよびD13Aの比)、
長手状素子の寸法。
第1の粉末P1(中央長手部13Bを形成する目的)が第1の管(プレフォームとして機能する)PR1(図5の図A)内に配置され、
この第1のプレフォームPR1がより大きな寸法の第2の管(プレフォームとして機能)PR2に挿入されると、第2の粉末P2(周縁長手部13Cを形成する目的)が第2の管PR2内に、第1の管PR1によって残された自由に使用できる空間に配置され(図5の図B)、
2つの粉末P1およびP2が第2の管PR2内に配置されると、第1の管PR1は取り除かれ(図5の図C)、
最後に、粉末P1およびP2が第2の管P2内でガラス化されて、長手状素子13Aの中央長手部13Bと周縁長手部13Cをそれぞれ形成した後(図5の図D)、必要に応じて機械的または化学的研磨で第2の管32を除去する。
第1の粉末(中央長手部13Bまたは12Aを形成する目的)が第1のプレフォーム内に配置され、
このプレフォームがガラス化され、
その後、プレフォームを研磨して部分13Cの厚みを調節する、あるいは完全に除去することで、たとえば素子12Aを形成する際に断面全体にわたって均一な材料を得ることができ、
すべての周縁材料を除去するが周縁部13Cは有益である場合は、たとえばOVDまたはPOVDによる外部蒸着を行って、所要の屈折率を有する部分13Cを形成することができる。
コアと中間シース13(または23)を形成する材料の屈折率が有効制御され(ひいては有効断面積が最大化され、非線形効果の影響が最小化される)、
非線形効果の影響を最小化するドーピングレベルが有効制御され(ひいては有効ファイバのゲインおよび長さ)、
CVD法による場合よりも、はるかに大量の合成が行われることで、ファイバ製造工程が大幅に簡易化され、コストが低減され、
ファイバとファイバ構成要素との接続、および信頼のおけるソースの集合を簡易化する完全固体光ファイバが提供され、
使用不能なファイバの製造が少量になることでシングルモード光ファイバの製造コストが大幅に低減される。
ファイバ11のコア12と類似し、屈折率N32を有するシングルモードコア32と、
長手状素子33Aおよび33Bから成り、光学的に不活性であるがコアにシングルモードの特徴を与えるのに役立つ中間シース33と、
ファイバ11のポンピングシース14に類似し、屈折率N34を有するマルチモード・ポンピング・シース34と、
ファイバ11の外側シース15と類似し、屈折率N35を有する外側シース35と、
を備える。
素子13Aと同一であり、前記第1の光学材料から成る中央長手部13Bと、前記中央長手部13Bを囲み、該中央長手部よりも小さな横断面積を有し、前記第2の光学材料から作製される周縁長手部13Cとを備える第2の長手状素子と、
を有することは容易に理解されるであろう。
マイクロメートルまたはナノメートルの機械加工、
赤外領域などでのレーザ光源生成、
周波数コム、単一周波数源などの生成、
風や渦流を測定する光検知測量(LIDAR)装置;
他のソース、たとえば「軟質ガラス」ファイバ−ベースの光学パラメータ式発振器(OPO)のポンピング、
医療(レーザ柳葉刀、眼科学)、
汚染物質検出、
レーザ武器の製造、
衛星間通信、または
シングルモード光線の伝達または増幅を要するその他任意の用途、
において有効に使用することができる。
Claims (9)
- 希土類元素が少なくとも部分的にドープされたシングルモードコア(12、22、32)と、
光学的不活性中間シース(13、23、33)と、
マルチモード・ポンピング・シース(14、24、34)と、
外側シース(15、25、35)と、
を、中心から周縁にかけて備えるシングルモード光ファイバ(11、21、31)であって、
前記中間シース(13、23、33)は、固体長手状素子(13A、23A、33A、33B)の集合体によって形成され、
前記固体長手状素子(13A、23A、33A、33B)の集合体は、前記シングルモードコアの屈折率と最大で10−3異なる屈折率を有する第1の光学材料を含む第1の固体長手状素子と、前記シングルモードコアの屈折率よりも10−3以上低い屈折率を有する第2の光学材料を含む第2の固体長手状素子と、を備え、
前記中間シース(13、23、33)の有効屈折率が、前記シングルモードコア(12、22、23)の屈折率(N 12 、N 32 )よりも低い、ことを特徴とする、
シングルモード光ファイバ。 - 前記固体長手状素子(13A、23A、33A、33B)の集合体は、固体長手状素子(13A)を備え、当該固体長手状素子(13A)は、
前記第1の光学材料から成る中央長手部(13B)と、
前記中央長手部(13B)を囲み、該長手部よりも小さな横断面積を有し、前記第2の光学材料から成る周縁長手部(13C)と、
を含む、
請求項1に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記第1の固体長手状素子(33A)は前記第1の光学材料から成り、前記第2の固体長手状素子(33B)は前記第2の光学材料から成る、
請求項1に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記第1の固体長手状素子(33A)は、前記第1の光学材料から成り、
前記第2の固体長手状素子(13A)は、
前記第1の光学材料から成る中央長手部(13B)と、
前記中央長手部(13B)を囲み、該中央長手部よりも小さな横断面積を有し、前記第2の光学材料から成る周縁長手部(13C)と、
を含む、
請求項1に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記集合において、前記中間シース(13、23、33)の前記固体長手状素子がマトリックス状に配置される、
請求項1から4のいずれか一項に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記中間シース(13、23、33)の前記固体長手状素子(13A、23A、33A、33B)の横寸法が、前記シングルモード光ファイバ(11、21、31)のシングルモード放射波長よりも少なくとも10倍大きい、
請求項1から5のいずれか一項に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記中間シース(13、23、33)の前記固体長手状素子(13A、23A、33A、33B)の横寸法が、前記シングルモード光ファイバ(11、21、31)のシングルモード放射波長よりも小さい、
請求項1から5のいずれか一項に記載のシングルモード光ファイバ。 - モードフィルタリング手段(16、26、36)が前記シングルモードコア(12、22、32)および前記中間シース(13、23、33)の少なくとも一方に配置される、
請求項1から7のいずれか一項に記載のシングルモード光ファイバ。 - 前記中間シース(13、23、33)の有効屈折率が前記シングルモードコア(12、22、32)の屈折率と最大で10−4異なる、
請求項1から8のいずれか一項に記載のシングルモード光ファイバ。
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