一种稀土掺杂纤芯多包层光纤，包括：包含稀土元素的纤芯和包围所述纤芯的多个包层，其中：所述多个包层的最外层包层由聚合物包层制成；所述多个包层具有多边形内包层；并且从外侧算起的第二包层与最外层包层之间的边界形状不具有二重轴对称性。因此，可以提供用于光纤放大器和光纤激光器的具有低偏移且廉价的稀土掺杂纤芯多包层光纤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光放大和光振荡技术中的光纤放大器或光纤激光器，其将抽运光(pumping light)输入多包层光纤中并在将抽运光激致发 射的信号光放大或激光振荡后输出，更具体涉及稀土掺杂纤芯多包层 光纤以及使用该光纤的高性能低成本的光纤放大器和光纤激光器，所 述光纤具有抽运光与多包层光纤中的纤芯有效耦合的同时抑制偏移 (skew )光的结构和在光纤拉制过程中光纤外径容易控制并且光纤外 径稳定的结构。本申请要求2007年8月28日提交的日本专利申请 No.2007-220891的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。
技术介绍
在通过掺杂稀土元素的光纤来使信号光放大或激光振荡的光纤 放大器或光纤激光器中，对更高输出功率的光纤放大器或光纤激光器 的需求持续增加。已经提出了一种实现高输出功率的方法，所述方法 是将用作放大介质的稀土掺杂光纤的波导结构制成多包层结构，例如 所谓的双包层结构或三包层结构，其中以同心圆的方式提供多个波导 结构。该方法有利于得到更高输出功率的光纤放大器和光纤激光器。图l是示出具有双包层结构的常规稀土掺杂光纤的光纤截面折射 率曲线的一个实例的图。该实例的双包层光纤具有掺杂稀土元素的纤 芯l、包围纤芯1外周的内包层2以及包围内包层2的外包层3。其 中掺杂有稀土元素的纤芯1的折射率最高。在纤芯1的外周上设置折 射率低于纤芯1的内包层2。在内包层2的外侧进一步设置折射率低 于内包层2的外包层3。通常，在外包层3的外侧涂覆由树脂例如 UV固化树脂所制成的用于保护光纤的保护涂层4。在采用多包层结构的一些情况下，内包层具有多个层结构(参考 专利文献6)。作为一个实例，图14A和14B示出具有常规三包层结 构的光纤。图14A是具有三包层结构的光纤的截面图，图14B是示 出光纤截面的折射率曲线的图。该光纤具有如下结构在掺杂有稀土 元素的纤芯1外侧以同心圆的方式依次提供第一包层2A、第二包层32B和第三包层(外包层3)，并进一步在外包层3的外侧提供保护涂 层4。在使用具有多包层结构的稀土掺杂光纤(下文中称为稀土掺杂纤 芯多包层光纤)作为放大介质的放大器或激光振荡器中，传播通过内 包层的抽运光存在偏移模式(skew mode),这是放大(或激光振荡) 效率的一个限制因素。例如，专利文献2具体描述了该偏移模式。由 于该偏移模式，本应该通过被已掺杂在纤芯中的稀土离子吸收而用于 放大信号光的抽运光传播通过光纤，使得抽运光以波导模式传播通过 内包层而没有通过纤芯。因此，存在必须增加光纤长度以获得所需的 增益、降低放大效率等的问题。此外，由于扰动(弯曲、扭曲等)极 大地影响偏移模式，因此在偏移模式的可能性大的时候出现输出不稳 定的问题。已经提出了应对偏移模式相关的各种方法。例如，已经提出了通 过移动纤芯和包层的中心轴(偏心纤芯结构，参见专利文献l)来减 少对偏移模式的影响的方法和通过使得内包层外周的一部分成为非 圆形(D-形结构，参见专利文献3)或内包层的整个外周成为非圆形 (多边形结构，参见专利文献2和非专利文献1)来减少偏移模式自 身的方法。在这些方法中，从制造的观点来看，多边形包层结构是最 有用的结构并且是一种有效的方法。[专利文献l日本未审查专利申请，首次公开No. H01-260405[专利文献2PCT国际7iS报的7〉开日文译文No. H10-503885[专利文献3PCT国际公报的公开日文译文No. H10-510104[专利文献4日本未审查专利申请，首次公开No. H06-206734[专利文献5日本未审查专利申请，首次公开No. H08-319129[专利文献6PCT国际公报No. WO2006-017802小册子[非专利文献1M.H. Muendel， CLEO， '96 CTuU2[一^专矛J文献2http:〃www.keyence.co.jp/henni/sokuteiki/index.jsp
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题但是，在上述常规的技术中，主要困难在于制造稀土掺杂纤芯多 包层光纤以及不可能以合理的成本制造所需结构的光纤。首先，在专利文献l所公开的偏心纤芯光纤中，在制造光纤预型 体方面存在困难。这是因为同轴制造预型体的光纤预型体的一般制造条件(包括VAD法或MCVD法、OVD法、PVCD法等)与偏心要 求是相互对立的，因此为了满足这两种要求，必须实施预型体的偏心 研磨。而且，专利文献3所公开的D-形结构以及专利文献2和非专利 文献l所公开的多边形结构也均难以制造，因此不能实现廉价制造具 有所需结构的光纤。考虑到上述情况而设计了本专利技术，因此本专利技术的一个目的在于提 供廉价和具有低偏移的稀土掺杂纤芯多包层光纤。解决问题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供一种稀土掺杂纤芯多包 层光纤，其包括包>^稀土元素的纤芯和包围所述纤芯的多个包层，其 中所述多个包层的最外层包层由聚合物包层制成，所述多个包层具有多 边形内包层，从外侧算起的第二包层与最外层包层之间的边界形状不 具有二重轴对称性(two-fold rotational symmetry )。在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，优选所述多边形内包层横 截面的最大外径与最小外径之差为平均外径的6%以下，优选所述多边 形内包层的横截面具有15个边以下。在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，优选所述多边形内包层横 截面基本为具有五个边以上但不具有二重轴对称性的规则多边形。在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，优选所述规则多边形为五 边形、七边形或九边形。在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，优选所述光纤包含Yb或 Er中的至少一种作为稀土元素。在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，优选所述多包层光纤为双 包层光纤。此外，本专利技术提供一种光纤放大器，该光纤放大器具有上述稀土掺杂纤芯多包层光纤作为M大介质。此外，本专利技术提供一种光纤激光器，该光纤激光器具有上述稀土掺 杂纤芯多包层光纤作为M大介质。本专利技术的有益效果在本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤中，由于在从外侧算起的第二 包层与最外层包层之间的边界形状不具有二重轴对称性，因此在制造 用于光纤拉制的光纤预型体的过程中，可以改善从外侧算起的第二包 层的外径的可控性。因此，可以提供一种具有突出的偏移模式抑制效 果和低制造成本的稀土掺杂纤芯多包层光纤。此外，本专利技术的光纤放大器和光纤激光器包含所述具有突出的偏移 模式抑制效果和低制造成本的本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤作为 M大介质。因此，可以提供低成本的光纤放大器和光纤激光器。附图说明图1是示出本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤的一个实施例的图。图2A是示出本专利技术的稀土掺杂纤芯多包层光纤的一个实施方案 的截面图。图2B是示出图2A所示光纤的折射率曲线的图。图3是示出一种在拉制过程中测量光纤外径的典型方法的示意图。图4A是示出在拉制过程中测量具有正方形横截面的光纤的外径 的方法的一个实施例的示意图。图4B是示出在拉制过程中测量具有正方形横截面的光纤的外径 的方法的一个实施例的示意图。图5是三角形双包层光纤的截面图。图6是正方形双包层光纤的截面图。图7是示出三角形双包层光纤的外径与角度关系的图。图8是示出正方形双包层光纤的外径与角度关系的图。图9是示出七边本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种稀土掺杂纤芯多包层光纤，包括： 包含稀土元素的纤芯；和 包围所述纤芯的多个包层；其中 所述多个包层的最外层包层由聚合物包层制成； 所述多个包层具有多边形内包层；并且 从外侧算起的第二包层与所述最外层包层之间 的边界形状不具有二重轴对称性。
【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：谷川庄二，市井健太郎，
申请(专利权)人：株式会社藤仓，
类型：发明
国别省市：JP[]
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