光纤和光源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种由石英玻璃制成的光纤和光源装置。该光纤包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分，其包围芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围下陷部分并具有平均折射率n3。在光纤中，n1>n3>n2。在1530nm至1610nm的波长范围内光纤的色散具有局部最大值，并且局部最大值为‑2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。

Optical Fiber and Light Source Device

【技术实现步骤摘要】
光纤和光源装置
本专利技术涉及光纤和包括光纤的光源装置。
技术介绍
在光纤中传播的高功率信号光发生非线性光学现象，例如四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)或交叉相位调制(XPM)。在光纤通信中，这种非线性光学现象使信号光的质量劣化并限制了信息的可传播能力。因此，期望用于通信的光纤不会发生非线性光学现象。同时，已经提出了一种应用技术，在该应用技术中，积极地利用在光纤中发生的非线性光学现象。具体而言，已经开发了石英玻璃基的高非线性光纤(HNLF)作为适合于有效地发生非线性光学现象的光纤。HNLF用于各种应用技术，例如光纤激光器，宽带低噪声光放大，超连续谱(SC)光源，光信号处理，失真和温度传感器，对频率、时间、长度等的测量，以及近红外光谱。表示光纤的非线性度的非线性系数γ[1/W/km]如下定义：γ＝n2/Aeff×2π/λ,(1)其中，n2表示玻璃的非线性折射率[m2/W]，Aeff表示光纤的有效面积[μm2]，并且λ表示波长[nm]。采用HNLF的应用技术之一是光频梳，光频梳通过如下方式产生。将具有单个或几个波长的种子光输入至HNLF，使得在HNLF中发生FWM。因此，从HNLF输出波长具有均匀间隔的多波长光。长期以来，光频梳已经被研究用于例如测量和光谱学等一些用途。近年来，已经验证了光频梳在用于大容量波分复用(WDM)传输的多波长光源中的应用。本专利技术提出了一种色散平坦的HNLF，其高效率地发生FWM，并在1550nm附近的宽波长范围(其是用于光通信的波段)上产生高质量的光频梳。在色散平坦的HNLF中，在1550nm的波长附近色散的绝对值较小，并且色散斜率基本上为零(色散变为最大)。也就是说，在宽波段上将色散的绝对值抑制为较小。在本专利技术的说明书中，色散斜率变为0并且色散变为最大的波长被称为“峰值波长”[nm]，并且在峰值波长处的色散被称为“峰值色散”[ps/nm/km]。MasaakiHirano等人在“Silica-basedHighlyNonlinearFiberAdvances(石英基的高非线性光纤进展)”，OFC2016，Tu2E.4(2016)中讨论了一种HNLF，该HNLF在用于光通信的波段内具有峰值波长且峰值色散为0(见表1中的HNLF-F和图2中的类型III)。在JP2005-331818A中，图2和图7、表1和表2公开了峰值波长为1550nm且峰值色散为0的色散平坦的HNLF，并且图11和表3公开了另一种HNLF，在该HNLF中，在1550nm处的色散基本上为0，但峰值波长大于或小于1550nm。这些HNLF均表现出异常峰值色散(正色散)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种色散平坦的高非线性光纤，其能够在C波段上或L波段上，或者在C波段和L波段两者上有效地产生宽带光频梳。根据本专利技术的一个方面，提供了一种由石英玻璃制成的光纤。该光纤包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分(ディプレスト)，其包围芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围下陷部分并具有平均折射率n3。在该光纤中，n1>n3>n2。在1530nm至1610nm的波长范围内该光纤具有色散的局部最大值，并且局部最大值为-2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。在根据本专利技术的上述方面的光纤中，在波长为1550nm处有效面积可以为18μm2以下。此外，在波长为1550nm处非线性系数可以为9/W/km以上。此外，在1530nm至1610nm的波长范围内在色散变为最大的波长处的色散曲线(分散カーブ，即色散斜率的斜率)为-0.0003ps/nm3/km以上且0ps/nm3/km以下。此外，在波长为1550nm处k值可以为1.01以下。在根据本专利技术的上述方面的光纤中，芯部面积A[％·m]可以为2.2％·m以上，芯部面积A如下定义：其中，a表示芯部的半径[μm]，并且Δ(r)表示与光纤轴线相距径向距离r[μm]处的相对折射率差[％]。此外，芯部相对于包层的最大相对折射率差Δ1可以为1.2％以上且3.0％以下，并且芯部面积比ρ可以为0.7以上且1.0以下，芯部面积比ρ如下定义：ρ＝A/(Δ1×a)(3)在根据本专利技术的上述方面的光纤中，芯部的直径2a可以为3.0μm以上且5.0μm以下。此外，包层的外径2b与芯部的直径2a的比率2b/2a可以为1.6以上且3.2以下，并且下陷部分相对于包层的平均相对折射率差Δ2可以为-1.0％以上且-0.5％以下。根据本专利技术的另一方面，提供一种光源装置，该光源装置包括：种子光源，其发射种子光，种子光具有中心波长在1530nm至1610nm的范围内的四个或更少的波长分量；以及根据本专利技术的上述方面的光纤，光纤在其输入端处接收从种子光源发出的光，并允许在光纤内部引导光。通过在光纤中引导光的同时在光纤中发生的非线性光学现象而产生波长分量比从种子光源输出的光多的光，并且从光纤的输出端输出所产生的光。根据本专利技术的上述每个方面，可以提供一种色散平坦的高非线性光纤，其能够在C波段上或L波段上，或者在C波段和L波段这两者上有效地产生宽带光频梳，且不会导致调制不稳定，并且在与SSMF的连接中具有相对低的接合损耗。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的光纤的折射率分布的概念图。图2是示出图1中所示的光纤相对于距光纤轴线的径向距离r[μm]的相对折射率差(r)[％]的概念图。图3是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1中所示的光纤的峰值波长和芯部面积比ρ的曲线图。图4是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长为1550nm处的有效面积Aeff和芯部面积比ρ的曲线图。图5是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长为1550nm处的有效面积Aeff和芯部面积A的曲线图。图6是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长为1550nm处的非线性系数γ和芯部面积比ρ的曲线图。图7是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长为1550nm处的非线性系数γ和芯部面积A的曲线图。图8是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长峰值处的色散曲线和芯部面积比ρ的曲线图。图9是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长峰值处的色散曲线和芯部面积A的曲线图。图10是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的在波长为1550nm处的k值和芯部直径2a的曲线图。图11是示出对于Δ1和Δ2的每个不同值而言的图1所示的光纤的峰值波长的曲线图。图12是示出对于Δ1的每个不同值而言的图1所示的光纤的峰值波长和比率2b/2a的曲线图。图13是总结根据不同实例的色散平坦的HNLF的相关规格的表。图14是总结根据实例的色散平坦的HNLF的其他相关规格的表。图15是示出根据本专利技术的实施例的光源装置的构造的概念图。具体实施方式现在将参照附图详细描述本专利技术的实施例，其中，相同的元件由相同的附图标记表示，并且省略对这些元件的冗余描述。本专利技术不限于以下实施例。本专利技术的范围旨在由所附权利要求限定，并且包括权利要求的所有等同内容以及落入本专利技术的范围内的对权利要求进行的所有改变。在色散平坦的HNLF中，随着波长朝向较短波长侧或较长波长侧偏离峰值波长，色散的值偏离峰值色散。因此，为了在色散的绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由石英玻璃制成的光纤，包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分，其包围所述芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围所述下陷部分并具有平均折射率n3，其中，n1>n3>n2，并且在1530nm至1610nm的波长范围内所述光纤具有色散的局部最大值，并且所述局部最大值为‑2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。

【技术特征摘要】
2017.11.24 JP 2017-2256861.一种由石英玻璃制成的光纤，包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分，其包围所述芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围所述下陷部分并具有平均折射率n3，其中，n1>n3>n2，并且在1530nm至1610nm的波长范围内所述光纤具有色散的局部最大值，并且所述局部最大值为-2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。2.根据权利要求1所述的光纤，其中，在波长为1550nm处有效面积为18μm2以下。3.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，在波长为1550nm处非线性系数为9/W/km以上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤，其中，在1530nm至1610nm的波长范围内在色散变为最大的波长处的色散曲线为-0.0003ps/nm3/km以上且0ps/nm3/km以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤，其中，在波长为1550nm处k值为1.01以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤，其中，芯部面积A[％·μm]为2.2％·μm以上，所述芯部面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本义典，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP