可调式光纤放大器与激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可调式光纤放大器与镭射装置，主要设有一光芯，以及至少一光壳；其中该光芯为一可使用电激发或光学激发的光增益介质，该光壳设为一光学色散材料，而该光芯置于光壳内部，被光壳所包覆。藉此，利用光壳对温度的升降变化，使该光芯的材料色散特性随之改变，进一步使折射率亦随之变化调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可藉由不同材料色散及改变光壳折射率的可调式光纤放大器与镭射装置，尤适于应用传输讯号的光纤或类似结构。
技术介绍
光纤是现代最热门的传输材料之一，具有双层光壳的的光纤能够在调配适当的波导色散下，产生基态传导模截止(Fundamentao-mode cutoff)的效果，并可用来过滤长波长、保留短波长，并可当滤波器使用，但其滤波特性为不可调，如要调整光纤的滤波特性，必需将光纤弯曲才行，藉弯折之方式才能控制滤波。如图21为现有的双层光壳光纤折射率分布图，为Mark A.Arbore所发表的文章(Application of fundamental-mode cutoff for novel amplifiers and lasers，”Optical Fiber Communication conference(OFC 2005)March 6～11，Anaheim，2005”)，文中所述是以波导色散方式控制波导结构，其短波长有效折射率90、长波长有效折射率100及内薄层光壳厚度110，如控制光纤的光芯或是控制光纤内薄层光壳厚度110及折射率，以达到控制波导结构的效果，才能做到基态模波长截止传导的功效，因此藉由控制波导结构可达到过滤长波长，保留短波长，使得光放大的波段由长波长移至短波长，因此可用以制作S频带掺铒光纤放大器，但无法动态调变光放大波段，需藉由藉弯折的方式才能做到滤波效果，因此滤波效率较差，也使得光放大波段不易可调。因此本专利技术提出一种利用材料色散原理以达到更高的滤波效率且光放大波段可调的可调式光纤放大器与镭射装置，可做到长波长阻绝效率高，1cm的光纤长度之内可达50dB的衰减，且组件精简、组成简便，可藉温度的改变，来调整光纤的折射率及波长，实为本专利技术用意。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种可调式光纤放大器与镭射装置，利用光壳与光芯的材料色散不同导致的基态传导模截止且利用温度的升降，使光壳材料的折射率可调，进一步令基态传导模截止波长得以调整。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是一种可调式光纤放大器与镭射装置，该装置包含一光芯与一光壳，其特点是所述光芯为一可使用电激发或光学激发的光增益介质，所述光壳为光学色散材料的光壳，该光壳包覆该光芯。本专利技术采用的另一种技术方案是一种可调式光纤放大器与镭射装置，该装置包含一光芯，其特点是还包括至少二束光学色散材料的光壳，分布于所述光芯周缘；一玻璃纤维材料，将光芯及至少二束光学色散材料的光壳包覆于内；以及一金属线，镶埋于该至少二束光学色散材料的光壳中；所述光芯为一可使用电激发或光学激发的光增益介质。本专利技术采用的再一种技术方案是一种可调式光纤放大器与镭射装置，该装置包含一光芯，该装置还包括一光学色散材料的第一光壳，包覆于所述光芯外缘；至少二束光学色散材料的第二光壳，分布于上述包覆有光芯的光壳周缘；一玻璃纤维材料，将光芯、第一光壳及第二光壳包覆于内；以及一金属线，镶埋于该至少二束光学色散材料的第二光壳中；所述光芯为一可使用电激发或光学激发的光增益介质。与现有技术相比，本专利技术的优点是1、有效且精简的构件，令制出的光纤，可藉由温度的升降变化，令光芯的材料色散随之改变，进一步使折射率亦随之变化调整。2、经本专利技术制出的可调式光纤，可达传统波导色散光纤无法达到的长波长、阻绝效率高，1cm内达50db衺减。本专利技术之其它特点及具体实施例可于以下配合附图之详细说明中，得到进一步了解。附图说明图1是本专利技术第一实施例的切面示意图。图2是本专利技术第一实施例的折射率及波长间关系的第一示意图。图3是本专利技术第一实施例的折射率及波长间关系的第二示意图。图4是本专利技术第一实施例的λA模场分布图。图5是本专利技术第一实施例的λB模场分布图。图6是本专利技术第一实施例的λD模场分布图。图7是本专利技术第二实施例的切面示意图。图8是本专利技术第二实施例的折射率及波长间关系的第一示意图。图9是本专利技术第二实施例的折射率及波长间关系的第二示意图。图10是本专利技术第二实施例的λA模场分布图。图11是本专利技术第二实施例的λB模场分布图。图12是本专利技术第二实施例的λD模场分布图。图13是本专利技术第三实施例的切面示意图。图14是本专利技术第四实施例的切面示意图。图15是本专利技术第五实施例的切面示意图。图16是本专利技术第六实施例的切面示意图。图17是本专利技术第七实施例的剖面示意图。图18是本专利技术第八实施例的剖面示意图。图19是本专利技术第一应用例的俯视图。图20是本专利技术第二应用例结构示意图。图21是已知的具基态模截止波长的双光壳光纤折射率分布图。标号说明10、光芯11、交会点 12、导波模13、泄波模 14、有效折射率 15、光芯的折射率16、光壳的折射率17、第二光壳折射率 20、光壳30、第二光壳40、玻璃纤维材料 50、金属线51边缘破孔 60、基板 70、光栅81、光耦合器82、光纤 83、掺铒光纤84、镭射85、波长多任务器 86、光隔离器87、色散高分子 88、长波滤波器 89、镭射输出90、短波长有效折射率100、长波长有效折射率110、内薄层光壳厚度具体实施例方式请参图1，为本专利技术的第一实施例的切面示意图，主要设有一光芯10以及一光壳20，该光芯10为一可使用电激发或光学激发的光增益介质，该光壳20则为一光学色散材料，该光学色散材料为高分子聚合物，而该光芯10置设于光壳20的内部，完全被光壳20所包覆。请参阅图2至图6，为本专利技术第一实施例的色散特性关系与模场分布图，由图可知，该光芯10与光壳20以波长为横坐标、折射率为纵坐标，当光芯与光壳的折射率色散曲线及其一阶微分曲线不相同时，则该二色散曲线会形成交会，而以交会点(λc)11为分界，该λA、λB称为导波模12，即光芯10的折射率15大于光壳20的折射率16才能传输，且传导波的有效折射率(neff)14大小介于光芯10的折射率15及光壳20的折射率16，而λD则称为泄波模13，即光芯10的折射率15小于光壳20的折射率16，该区则无法传输讯号。此时，可对光壳20施以温度的升降变化，以升降光壳20的折射率并使有效折射率14能够加以变化进而改变基态模截止波长。请再参图7及图8至图12为本专利技术第二实施例的切面示意图与本专利技术第二实施例的色散特性关系与模场分布图，该光壳20并不限定仅为一层，可于光壳20外部再包覆一第二光壳(Outter cladding)30，该内层光壳(inner cladding)20的作用在于用以改变光纤传导模的有效折射率14色散曲线(Refractive IndexDispersion)的色散斜率，而该第二光壳30为一高分子材料，其光壳20的折射率16及第二光壳30的折射率17；同样对第二光壳30做温度的升降调整，使光芯10与内层光壳20所形成的有效折射率14与外层第二光壳30的色散曲线交会点11移动，同样令基态传导模截止波长可以加以变化。请参图13，为本专利技术第三实施例的切面示意图，该可调光纤放大器与镭射装置其主要由一光芯10、一束光壳20及一第二光壳30，该光芯10为一可使用电激发或光学激发的光增益介质，该光蕊10的周缘设置一第二光壳30，而该光芯10置设于光壳20的内部，完全被光壳2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调式光纤放大器与镭射装置，该装置包含一光芯与一光壳，其特征在于：所述光芯为一可使用电激发或光学激发的光增益介质，所述光壳为光学色散材料的光壳，该光壳包覆该光芯。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：祁甡，陈南光，
申请(专利权)人：陈南光，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]