次表面诱导散射中心制造技术

一种光学元件可以包括形成在光学元件中的多个次表面诱导散射中心，其中多个次表面诱导散射中心让穿过光学元件的光散射。在一些实施方式中，多个次表面诱导散射中心可以在光学元件中形成散射区域。另外，或者可替代地，多个次表面诱导散射中心可以在空间上改变通过光学元件的光的透射率。光学元件可以是光波导，块状光学元件和/或诸如此类。块状光学元件和/或诸如此类。块状光学元件和/或诸如此类。

【技术实现步骤摘要】
次表面诱导散射中心


[0001]本公开一般涉及光学元件和包括次表面诱导散射中心(subsurface induced scattering center)的光学元件。

技术介绍

[0002]光学元件可以包括光波导(例如，光纤、平面波导、硅基二氧化硅(silica
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on
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silicon)波导、半导体波导和/或诸如此类)和/或块状光学元件(例如，滤光器、透镜、棱镜、窗口、偏振器、反射镜和/或诸如此类)。光学元件可以通过对电磁波进行引导、滤波、聚焦、折射、透射、反射、偏振和/或诸如此类的方式作用于可见光谱、紫外光谱和/或红外光谱中的电磁波。

技术实现思路

[0003]根据一些实施方式，光学元件可以包括形成在光学元件中的多个次表面诱导散射中心，其中所述多个次表面诱导让中心散射穿过光学元件的光散射。
[0004]根据一些实施方式，光纤可以包括形成在光纤中的多个次表面诱导散射中心，其中所述多个次表面诱导散射中心让穿过光纤的光散射。
[0005]根据一些实施方式，方法可以包括通过一设备将发射的激光脉冲聚焦在光学元件内的多个次表面位置上，用以在多个次表面位置中的每一处形成次表面诱导散射中心。
附图说明
[0006]图1是包括在此处描述的次表面诱导散射中心的包层光剥离器的示例性实施方式的横截面侧视图。
[0007]图2是包括在此处描述的次表面诱导散射中心的光纤模态滤光器的示例性实施方式的横截面视图。
[0008]图3是包括在此处描述的次表面诱导散射中心的变迹滤光器的示例性实施方式的图。
[0009]图4是用于在光学元件中形成次表面诱导散射中心的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0010]以下详细描述的示例实施方式参考了附图。不同附图中相同的附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0011]光学设备可以包括一个或多个光学元件，以在光学设备内执行功能。例如，光学设备可以包括用于产生光束的光纤激光器和从光束中去除和/或剥离有害光的包层光剥离器。光纤激光器可以包括纤芯和内包层，其中激光在纤芯中传播，泵浦光在内包层中传播。纤芯可以是掺杂纤芯，其中泵浦光被吸收在掺杂纤芯内，以放大激光。包层光剥离器可以位于光纤激光器的末端，以去除任何包层光(例如，在包层中传播的光，诸如未吸收的泵浦光、
从纤芯逃逸到包层中的激光，和/或诸如此类)，使得在激光器的输出端，所有的输出激光束都源自纤芯。
[0012]一种去除和/或剥离包层光的技术是使用激光烧蚀系统在光纤的被暴露内包层的外表面中产生凹口或凹槽。例如，在去除光纤的涂层和/或外包层的一部分之后，让内包层的外表面的一部分暴露，二氧化碳(CO2)激光器的输出激光束可以聚焦在暴露部分的外表面上的球形或椭圆形焦点上。焦点可以被定形和/或激光束可以成一定角度，以产生具有期望形状的凹口或凹槽。在通过一次或多次脉冲发射形成一个凹口或凹槽之后，激光束可以聚焦到下一个位置以产生额外的凹口。聚焦和烧蚀步骤可以重复，光纤可以移动到下一个位置，等等。
[0013]虽然这种CO2激光开槽技术在定位和/或定向凹口或凹槽以去除包层光方面可能是有效的，但是CO2激光开槽倾向于通过降低抗拉强度(例如,取决于凹口的深度和数量)来削弱光纤,并且可能产生污染和应力断裂的部位。此外，在具有用于泵浦光的内部玻璃包层的光纤中，例如三包层激光光纤和大模态区域(large
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mode
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area，LMA)光子晶体光纤(photonic
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crystal fiber，PCF)，因为凹口需要经过外部玻璃包层一直延伸到泵浦光导(pump guide)中，所以使用CO2激光开槽从内部泵浦光导中剥离包层光极富挑战性。例如，这些光纤可以具有内部低折射率/高折射率界面，该界面可以在光纤表面以下超过100微米，并且具有该深度的凹口会显著降低光纤的强度并增加光纤断裂的可能性。此外，CO2激光开槽技术需要一个真空过程来捕获释放的二氧化硅粉尘和防止矽肺。
[0014]本文所述的一些实施方式涉及包括次表面诱导散射中心的光纤，其中光纤可以用作包层光剥离器。次表面诱导散射中心可以在光纤内形成散射区域，用以诸如去除包层光。在一些实施方式中，次表面诱导散射中心可以包括：空穴(void)、一些材料部分(与围绕材料一些部分的材料其他部分相比所述一些材料部分具有变化的折射率)、裂缝、致密区域和/或诸如此类。诸如通过将发射的激光脉冲聚焦在多个次表面位置上以在多个次表面位置的每一处形成次表面诱导散射中心，从而可以形成多个次表面诱导散射中心。通过在光纤表面下形成散射中心，可以保持光纤的强度，并且散射中心不会产生污染和应力断裂的部位。此外，次表面诱导散射中心可以形成在更大的深度处(例如，对于具有内部玻璃包层的光纤)，而不降低光纤强度或增加光纤断裂的可能性。此外，用发射的激光脉冲在光纤表面下形成散射中心不需要真空处理来捕获释放的二氧化硅粉尘和防止硅肺。
[0015]本文描述的一些实施方式也可以涉及包括次表面诱导散射中心(例如，次表面光散射中心)的其他光学元件(例如，除了包层光剥离器之外)，以将穿过光学元件的光散射。举例来说，光学元件可以是光波导(例如，光纤、平面波导、硅基二氧化硅波导、半导体波导和/或诸如此类)。在一些实施方式中，光学元件可以是包括纤芯和包层的光纤，其中在纤芯或包层的至少一个中形成多个次表面诱导散射中心。
[0016]在另一个例子中，光学元件可以是块状光学元件(例如，滤光器、透镜、棱镜、窗口、偏振器、镜子和/或诸如此类)。在一些实施方式中，块状光学元件(bulk optic)可以包括多个次表面诱导散射中心，其中多个次表面诱导散射中心在空间上改变经过块状光学元件的光的透射率。通过在块状光学元件的表面下方形成散射中心，可以通过消除表面涂层和/或表面处理来提高块状光学元件的耐久性，而表面涂层和/或表面处理易造成划伤、污染、碎裂和/或诸如此类。此外，或者可替代地，与应用表面涂层和/或表面处理相比，使用聚焦的
经发射激光脉冲来形成散射中心可能是制造块状光学元件的较不复杂和/或较不昂贵的方法。
[0017]图1是包层光剥离器100的示例性实施方式的截面侧视图，包层光剥离器100包括本文描述的次表面诱导散射中心108。例如，如图1所示，包层光剥离器可以是包括纤芯102、包层104和涂层106(例如，保护涂层、聚合物涂层、和/或诸如此类)的光纤。包层104可以围绕纤芯102，涂层106可以围绕包层104。
[0018]在一些实施方式中，纤芯102可以被配置成接收来自光纤激光器的输出激光束。例如，纤芯102可以具有与光纤激光器的纤芯对应的折射率、径向宽度和/或诸如此类，使得在光纤激光器的纤芯中传播的光离开光纤激光器并进入纤芯102。
[0019]在一些实施方式中，包层104可以被配置成限制光在纤芯102中传播和/或接收来自光纤激光器的包层光。例如，包层104可以具有与光纤激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学元件，包括：在光学元件中形成的多个次表面诱导散射中心，其中，多个次表面诱导散射中心让穿过光学元件的光散射。2.根据权利要求1所述的光学元件，包括玻璃材料，其中在玻璃材料中形成所述多个次表面诱导散射中心。3.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述多个次表面诱导散射中心的每一个具有在大约1微米至100微米范围的尺寸。4.根据权利要求1所述的光学元件，其中，所述多个次表面诱导散射中心包括以下至少之一：空穴；一些材料部分，与围绕所述一些材料部分的材料其他部分相比，所述该一些材料部分具有变化的折射率；裂缝；或者致密区域。5.根据权利要求4所述的光学元件，其中所述空穴包括以下至少之一：在光学元件中形成的真空；或者充满气体的空穴。6.根据权利要求1所述的光学元件，其所述多个次表面诱导散射中心具有包括球形，椭圆形，卵形或环形中的至少一种形状。7.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述光学元件是平面波导，硅基二氧化硅波导或半导体波导中的至少一种。8.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述光学元件是块状光学元件。9.根据权利要求8所述的光学元件，其中所述块状光学元件包括滤光器，透镜，棱镜，窗口，镜子或偏振器中的至少一种。10.根据权利要求8所述的光学元件，其中所述多个次表面诱导散射中心在空间上改变经过所述块状光学元件的光的透射率。11.一种光纤，包括：在光纤中形成的多个次表面诱导散射中心，其中，多个次表面诱导散射中心让穿过光纤的光散射。12.根据权利要求11所述的光纤，包括：纤芯；和包层；以及其中在纤芯或包层中的至少一个中形成所述多个次表面诱导散射中心。13.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：J勒福特，RD福尔哈伯，MH穆恩德尔，A奥勒，
申请(专利权)人：朗美通经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：