光纤结构及其制造方法技术

一种光波导（１００）包括芯体（ＣＯＲ１），围绕所述芯体（ＣＯＲ１）的缓冲层（ＢＵＦ１），以及围绕所述缓冲层（ＢＵＦ１）的覆层（ＣＬＤ１），所述芯体（ＣＯＲ１），所述缓冲层（ＢＵＦ１）和所述覆层（ＣＬＤ１）包括二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层（ＢＵＦ１）的折射率（ｎＢＵ）基本上等于纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率。缓冲层（ＢＵＦ１）可以在制造过程中减少气泡的形成并且可以促进波导（１００）的接合。波导（１００）的数值孔径可以通过调整缓冲层（ＢＵＦ１）的径向尺寸（ｂ１）被微调，从而补偿芯体（ＣＯＲ１）的折射率（ｎＣＯ）的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤，以及制造该光纤的方法。
技术介绍
基于大模面积(LMA)光纤的光学系统，放大器，或激光器可能要求良好的光束品 质。由光放大光纤提供的光束品质可以通过选择低的数值孔径(NA)来改进，但所述低的数 值孔径并不支持高阶模的传输。 众所周知，光纤的数值孔径可以通过增加覆层(cladding)的折射率来降低。 制造大模面积光纤需要严密地控制数值孔径。制造工艺(例如，芯体沉积)并不 总是允许折射率的精确控制，并且在得到的光纤的数值孔径中会存在变化。因此，在制造的 光纤的数值孔径中可能存在过度的变化。在一些情况下，数值孔径可能被意外地太低。 美国专利6， 823， 122公开了具有内覆层部分和外覆层部分的光放大光纤。内覆层 部分的折射率可以通过例如氟和硼掺杂来降低以实现希望的折射率分布(profile)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光纤结构。本专利技术的另一个目的是提供一种制造光纤结 构的方法。本专利技术的再一个目的是提供一种用于制造光纤的预制品(perform)。 根据本专利技术的第一方面，提供一种光波导，其包括 芯亍本， 围绕所述芯体的缓冲层(buffer)，禾口 围绕所述缓冲层的覆层， 所述芯体，所述缓冲层和所述覆层都包含二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层的折射 率基本上等于纯的非晶二氧化硅玻璃的(pure amorphous silica glass)折射率。 所述光波导可以是光放大型的。 根据本专利技术的第二方面，提供一种制造光波导的方法，所述光波导包括 芯体， 围绕所述芯体的缓冲层，禾口 围绕所述缓冲层的覆层， 所述芯体，所述缓冲层和所述覆层都包含二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层的折射率基本上等于纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率， 所述方法包括 调整所述缓冲层的径向尺寸，以将所述光波导的单模操作的截止波长A 。调谐为 预定值。根据本专利技术的第三方面，提供一种制造光波导的方法，所述光波导包括 芯体， 围绕所述芯体的缓冲层，禾口5 围绕所述缓冲层的覆层， 所述芯体，所述缓冲层和所述覆层都包含二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层的折射率基本上等于纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率， 所述方法包括 调整所述缓冲层的径向尺寸，以获得所述光波导的预定的数值孔径。 根据本专利技术的第四方面，提供一种制造光波导的方法，所述光波导包括 芯亍本， 围绕所述芯体的缓冲层，禾口 围绕所述缓冲层的覆层， 所述芯体，所述缓冲层和所述覆层都包含二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层的折射率小于或等于纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率， 所述方法包括 调整所述缓冲层的径向尺寸，以将所述光波导的单模操作的截止波长A 。调谐为 预定值。根据本专利技术的第五方面，提供一种制造光波导的方法，所述光波导包括 芯体， 围绕所述芯体的缓冲层，禾口 围绕所述缓冲层的覆层， 所述芯体，所述缓冲层和所述覆层都包含二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层的折射率小于或等于纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率， 所述方法包括 调整所述缓冲层的径向尺寸，以获得所述光波导的预定的数值孔径。 根据本专利技术的第六方面，提供一种制造光波导的预制品的方法，所述方法包括 提供杆， 用第一玻璃层涂敷所述杆，以使得所述第一玻璃层围绕所述杆，禾口 用第二玻璃层涂敷所述第一玻璃层，以使得所述第二玻璃层围绕所述第一玻璃层， 其中所述杆，所述第一玻璃层，和所述第二玻璃层包括二氧化硅玻璃， 所述第一玻璃层的折射率与纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率基本上相等。 根据本专利技术的第七方面，提供一种通过从预制品拉抻(draw)而制造光波导的方法，制造光波导的方法进一步包括调整该波导的缓冲层的径向尺寸以将所述光波导的单模操作的截止波长入。调谐为预定值。 根据本专利技术的第八方面，提供一种通过从预制品拉抻而制造光波导的方法，制造 光波导的方法进一步包括调整该波导的缓冲层的径向尺寸以获得所述光波导的预定的数 值孔径。 具有低数值孔径(NA)的大模面积(LMA)光纤可以通过在光纤的芯体和覆层之间 实现纯二氧化硅玻璃的薄缓冲层来制造。缓冲层消除了具有不同掺杂剂或者不同量的掺杂 剂的玻璃之间的直接接触。 由于缓冲层的使用，具有低数值孔径的光放大光纤可以被制造。 由于缓冲层的使用，在制造过程中可以更自由地选择芯体的折射率和覆层的折射率。 由于缓冲层的使用，芯体的折射率和覆层的折射率的可允许的公差裕度比没有缓 冲层时可能更宽。缓冲层的径向尺寸可被选择为对应于芯体的折射率和/或覆层的折射 率，以实现希望的数值孔径。换句话说，可通过选择缓冲层的径向尺寸来调谐数值孔径。 由于缓冲层的使用，可以促进带缓冲层的光纤与其它光纤或波导的接合。 可以掺杂光学材料以调整折射率和/或实现光放大的特性。缓冲层的使用可以促 进在芯体中具有很高的掺杂剂浓度，同时仍然提供低数值孔径(NA)的光放大光纤的制造。 掺杂剂通常是挥发性的，并且套管过程可能在掺杂的材料中产生气泡。缓冲 层可以减少在芯体和/或覆层中起泡的风险。因此，由于使用了缓冲层，光纤的成品率 (manufacturing yield)可以显著增力口。 缓冲层中折射率的径向和轴向变化基本上被消除，并且可以实现更一致的品质。 另外，可以减少制造过程中所需的不同掺杂剂的数量。 通过这里下面给出的描述和例子，本专利技术的实施例和它们的优点对本领域技术人 员将变得更加显而易见。附图说明 在下面的例子中，将参考附图更详细地描述本专利技术的实施例，其中 图la以示意性截面端视图示出带缓冲层的光纤， 图lb示意性示出带缓冲层的光纤的径向折射率分布， 图2a示意性示出带缓冲层的光纤的折射率分布， 图2b示意性示出参考光纤的折射率分布， 图3a示意性示出带缓冲层的光纤和参考光纤的LP01模场分布(mode fielddistribution)， 图3b示意性示出带缓冲层的光纤和参考光纤的LP11模场分布， 图4示出了各种带缓冲层的光纤和参考光纤的高阶模的截止波长， 图5通过举例示出了通过直接纳米粒子沉积(nanoparticle exposition)制造的光纤预制品的测量的折射率分布， 图6示意性示出了直接纳米粒子沉积方法， 图7示意性示出了将光学材料沉积在芯棒(mandrel)上， 图8以三维示意图示出了将杆、第一管和第二管组合以形成光纤预制品，禾口 图9以三维示意图示出了从预制品拉抻出光放大的带缓冲层的光纤。具体实施例方式参照图la，光放大的带缓冲层的光纤100包括芯体C0R1，缓冲层BUF1，和覆层 CLD1。缓冲层BUF1具有环形形状，并且其围绕芯体C0R1。覆层CLDl也具有环形形状并且 其围绕缓冲层BUF1。芯体C0Rl具有半径iv缓冲层具有径向尺寸lv覆层具有径向尺寸C!。 带缓冲层的光纤100可以是大模面积(LMA)光纤以使得有效模面积大于或等于7200 ym2。带缓冲层的光纤100可被限定尺寸为单模光纤，或者只支持2-4个横模。 参照图lb，芯体CORl的折射率nc。比覆层CLD1的折射率~大，以便将波导光(waveguided light)限制在芯体C0R1中。 可以选择覆层CLD1的折射率na以实现光纤100的希望的数值孔径NA。小的数 值孔径NA可以促进抑制光纤100中高阶模的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光波导（１００），包括：芯体（ＣＯＲ１），缓冲层（ＢＵＦ１），其围绕所述芯体（ＣＯＲ１），和覆层（ＣＬＤ１），其围绕所述缓冲层（ＢＵＦ１），所述芯体（ＣＯＲ１），所述缓冲层（ＢＵＦ１）和所述覆层（ＣＬＤ１）包括二氧化硅玻璃，并且所述缓冲层（ＢＵＦ１）的折射率（ｎ↓［ＢＵ］）基本上与纯的非晶二氧化硅玻璃的折射率相等。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M拉贾拉，M霍托利努，P斯特尼厄斯，H瓦尔科南，S塔梅拉，P基维里，
申请(专利权)人：恩莱特有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]