專(zhuān)利名稱(chēng)：用于消散雜散光的光纖配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在基于光纖的激光器、放大器或光組合器應(yīng)用中用于處理 雜散光存在的光纖，尤其涉及一種包括設(shè)置在內(nèi)包層與外涂層之間的薄外包層 的光纖，該薄外包層用于容納和處理在內(nèi)層包層中存在的任何光(泵浦和/或 信號(hào))，并且以受控方式消散這種雜散光以降低光纖外涂層的熱量。
技術(shù)背景在包括高能通信系統(tǒng)、用于打印機(jī)的光源、用于醫(yī)療光學(xué)的激光器以及類(lèi) 似應(yīng)用的眾多類(lèi)型光學(xué)應(yīng)用中，例如激光器、放大器以及光組合器的包層-泵 浦光纖器件都是十分重要的。典型的包層-泵浦光纖包括信號(hào)纖芯以及多層包層。典型地，環(huán)繞纖芯的內(nèi)包層為大橫截面積(與纖芯相比)和高數(shù)值孔徑(NA) 的二氧化硅包層。內(nèi)包層通常為非圓形的以確保內(nèi)包層的模式呈現(xiàn)與纖芯之間 良好的重疊。外涂層通常由低折射率聚合物構(gòu)成。纖芯的折射率比內(nèi)包層的折 射率大，而內(nèi)包層的折射率比外涂層的折射率大。包層-泵浦光纖的主要優(yōu)點(diǎn)在于它可在單模光纖纖芯中將從低亮度光源來(lái) 的光轉(zhuǎn)變?yōu)楦吡炼鹊墓狻Ｓ捎趦?nèi)包層的大橫截面積和高數(shù)值孔徑，從例如二極 管陣列的低亮度光源來(lái)的光可被耦合至內(nèi)包層中。在包層-泵浦激光器或放大 器中，纖芯摻雜有例如鐿(Yb)或鉺(Er)的稀土。在包層中的光與纖芯相 互作用并且被稀土摻雜物吸收。如果光信號(hào)通過(guò)泵浦纖芯，則該光信號(hào)將被放 大。可選地，如果提供光反饋(例如具有布拉格(Bragg)光柵光共振腔)，則 包層-泵浦光纖將用作工作在反饋波長(zhǎng)的激光振蕩器。圖1示出示例的現(xiàn)有技術(shù)的包層-泵浦光纖1,具有纖芯2、內(nèi)(泵浦)多 模包層3以及外涂層4。如圖1所示，內(nèi)包層3呈現(xiàn)比纖芯2較低的折射率， 使得沿著纖芯2傳播的光信號(hào)L仍然容納在纖芯2中。相似地，如圖所示， 外涂層4將泵浦光P容納在內(nèi)包層3的邊界之內(nèi)。根據(jù)包層-泵浦的設(shè)置 (arrangement),包含泵浦光P的射線周期地貫穿纖芯2,以便被其中的活性材料吸收，從而產(chǎn)生或放大光信號(hào)L。值得注意的是，由于內(nèi)包層3是多模的， 除在圖1中由箭頭示出的射線之外的許多射線也可在內(nèi)包層3中傳播。阻止充分利用包層-泵浦光纖器件潛力的困難在于將足夠多數(shù)量的低亮度 光源有效地耦合至內(nèi)包層。在1999年1月26日授予D丄DiGiovanni等人專(zhuān)利 4又的發(fā)明名稱(chēng)為"Tapered Fiber Bundles for Coupling Light Into and Out of Cladding-Pumped Fiber Devices，，的美國(guó)專(zhuān)利5,864,644中描述了解決上述問(wèn)題 的建議的方案。在DiGiovanni等人的設(shè)置中，使用錐形光纖束將從多個(gè)光源 來(lái)的光耦合至包層-泵浦光纖中，此錐形光纖束是將各個(gè)光纖分組為緊密封裝后將錐形體融合接續(xù)至包層-泵浦光纖。圖2描述了這種DiGiovanni等人提出 的現(xiàn)有技術(shù)方案的示例的實(shí)施例，其中示出了多個(gè)束泵浦光纖5分散的環(huán)繞包 含纖芯6的光纖。如圖所示，整個(gè)光纖束7被熔化并且沿著部分8錐形化為單 輸出包層-泵浦光纖9。如在這里所描述的，執(zhí)行光纖束的錐形化來(lái)增大耦合至 包層-泵浦光纖9端部的泵浦光的強(qiáng)度。由于多模泵浦區(qū)域的NA比泵浦光纖 的NA大很多，光纖束的錐形化可在保持多模泵浦區(qū)域的角度容許(angular acceptance)范圍內(nèi)時(shí)增大光學(xué)泵浦強(qiáng)度。盡管DiGiovanni等人的錐形光纖束已經(jīng)顯示出極大提高將多個(gè)光信號(hào)耦 合至光纖放大器、激光器或光組合器中的效率，由在系統(tǒng)中的"雜散光"的存在 所引起的問(wèn)題仍未解決。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)雜散光是從例如增益光纖中的放大的自發(fā)發(fā) 射(ASE)、未吸收的或散射的泵浦光、以及從纖芯中散射出并且進(jìn)入內(nèi)包層 中的信號(hào)光的多個(gè)不同光源產(chǎn)生的。當(dāng)圖1的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置能夠以小的衰減 并且不加熱光纖的方式傳輸雜散光時(shí)，如果雜散光不是始終容納在內(nèi)包層3 的邊界內(nèi)，則雜散光可導(dǎo)致毀壞性的加熱。如果包層光的NA以擾動(dòng) (perturbation)(例如錐形)增大至超過(guò)內(nèi)包層3與外涂層4之間的NA,則可 出現(xiàn)雜散光從包層中漏泄。在這種情況下，包層光折射進(jìn)入在其中被吸收的外 涂層4并且產(chǎn)生不需要數(shù)量的局部加熱。雜散光還可在包層-泵浦光纖的終端 點(diǎn)折射入外涂層4，例如在連接至輸出光纖(這種光纖通常具有高折射率外涂層)的點(diǎn)或是在沿著將光纖彎曲至足以將光耦合入包層的角度的光纖的任何 占, 、、 o圖3描述雜散光與終端條件相關(guān)的上述情況，在這個(gè)例子中，在圖1的包 層-泵浦光纖1與輸出光纖11之間的接續(xù)點(diǎn)S。如圖所示，在包層-泵浦光纖l 的終端剩余的未吸收的/散射的泵浦光進(jìn)入輸出光纖11中并且折射入高折射率聚合物外涂層13。由于聚合物外涂層13的光學(xué)吸收比玻璃的光學(xué)吸收大很多， 絕大部分的光都纟皮涂層13所吸收并且轉(zhuǎn)化為熱量。如果這種熱量足夠局部化，則光纖會(huì)被燒毀或是對(duì)經(jīng)受毀壞性故障的點(diǎn)的損壞。除了存在未吸收的泵浦光之外，信號(hào)光也可在光纖1的終端從纖芯區(qū)域2散射出，因此信號(hào)光沿著內(nèi)包 層15傳播并且也可折射入高折射率包層13中而產(chǎn)生額外的熱量。雖然加熱可在兩束不同的光纖之間的接續(xù)位置(如圖3中所示的)出現(xiàn)，由于導(dǎo)致光散射的輕微瑕疵，在相同光纖之間的接續(xù)處也會(huì)產(chǎn)生熱量。沿著光 纖的各種其它類(lèi)型的擾動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致沿著光纖的雜散光出現(xiàn)的增加并且因此會(huì) 潛在地使局部加熱光纖的問(wèn)題復(fù)雜化。由于在放大器應(yīng)用中光能等級(jí)可能是高 的，最好逐漸地消散能量，因此避免光纖或是任何相關(guān)光學(xué)部件的局部受熱。現(xiàn)有技術(shù)試圖解決上述問(wèn)題，典型地涉及使用沿著傳輸路徑上散布的"吸 收"光纖的部分，其中這些部分包括選擇性吸收種類(lèi)，例如稀土離子，濃縮足 以提供期望的吸收選擇性。在2004年6月3日授予B丄Ainslie等人的美國(guó)專(zhuān) 利6,574,406和由L,A.Reith等人申請(qǐng)并在2004年9月9曰公布的美國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)2004/0175086公開(kāi)了上述原理的兩種不同設(shè)置。雖然這些設(shè)置提供一定程度的雜散光處理，但是提供上述處理能力的光纖 的選擇部分的使用限制其可用性。例如，如果新的接續(xù)加入到光纖，或是在新 的位置引入彎曲，則吸收光纖部分不可能被正確定位從而消散額外的雜散光。 此外，需要仔細(xì)控制光纖部分的尺寸以確保以充分逐漸的方式消散能量。因此，在本領(lǐng)域中仍然需要能夠處理在光纖中出現(xiàn)的雜散光，從而降低光 纖的加熱和/或由于雜散光出現(xiàn)的其它故障模式。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的需求，本發(fā)明涉及一種配置用于可控制地 消散雜散光的光纖，尤其涉及在內(nèi)包層與光纖外(聚合物)涂層之間添加薄外 包層來(lái)容納從內(nèi)包層折射出的光并且沿著光纖外涂層的延伸部以受控方式消 散該光。根據(jù)本發(fā)明，形成的光學(xué)傳輸光纖包括設(shè)置為環(huán)繞內(nèi)包層的相對(duì)薄的外包 層，因此捕獲和容納雜散光(包括剩余的泵浦光和/或折射的信號(hào)光)。有限厚 度的外包層容許雜散光沿著外包層傳播，并以受控方式"泄漏"或"通過(guò)隧道"進(jìn)入外涂層。在優(yōu)選實(shí)施例中，定義外涂層的厚度不大于l(Him (或者甚至更佳 的為5夂im)。通過(guò)強(qiáng)制雜散光沿著外涂層的延伸部消散，將會(huì)基本上消除聚合 物外涂層的局部受熱，防止熱引起的光纖嚴(yán)重故障。形成的薄外包層具有小于內(nèi)包層的折射率(為了提高在內(nèi)包層中的反射)，折射率分布。在一個(gè)實(shí)施例中，可在外包層中或是在內(nèi)外包層之間的界面處形成多個(gè)散 射或吸收點(diǎn)，從而有利于雜散光從內(nèi)包層移動(dòng)至外包層。本發(fā)明的一個(gè)方面，在涉及雜散光的熱處理的實(shí)際上基于光纖設(shè)置中可使 用包括薄("易泄漏的")的外包層。例如，光纖放大器、基于光纖的激光器、 激光組合束都產(chǎn)生可能成為問(wèn)題的極大量的雜散光能量。此外，環(huán)境情況(例 如光纖需要限制成彎曲位置，或是在不同光纖段之間的接續(xù)處)可增加雜散光 的存在。在任何上述情況下，緊靠基于聚合物的光纖外涂層包括的薄外包層將 可控制地管理沿著外涂層的延伸部分的雜散光的消散。在接下來(lái)的討論中并且參照附圖可以清楚地理解本發(fā)明的上述和其它實(shí) 施例和特征。


現(xiàn)在請(qǐng)參照下列附圖圖1是示例的現(xiàn)有技術(shù)的包層-泵浦光纖的側(cè)面圖；圖2是示例的現(xiàn)有技術(shù)的輸入至包層-泵浦光纖的錐形光纖束的側(cè)面圖；圖3是在包層-泵浦光纖與傳輸光纖之間的接續(xù)位置的側(cè)面圖，該側(cè)面圖 描述在接續(xù)處產(chǎn)生雜散光的可能情況；圖4包含對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的錐形光纖束的更詳細(xì)的描繪，描述將反向傳播雜散 光引入光纖束；圖5是圖4中的現(xiàn)有技術(shù)的錐形光纖束的光學(xué)/熱學(xué)照片，描述由于雜散 光的存在所引起的信號(hào)光纖的局部受熱的產(chǎn)生；圖6是根據(jù)本發(fā)明形成的示例的錐形光纖束的側(cè)面圖，包括在信號(hào)光纖中 含有薄外包層的"熱處理光學(xué)傳輸光纖"，以便沿著外涂層可控制地消散雜散 光；圖7是根據(jù)本發(fā)明形成的示例的熱處理光學(xué)傳輸光纖的橫截面圖； 圖8是描述圖7中的本發(fā)明的光纖的折射率的分布圖； 圖9是作為光纖彎曲半徑的函數(shù)的光學(xué)損耗的曲線圖，描述使用受控光纖 彎曲協(xié)助去除和消散雜散光；圖IO是用于收集圖9的曲線的數(shù)據(jù)的示例的本發(fā)明的光纖的折射率分布圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明形成的示例的激光組合器的側(cè)面圖，每根光纖包括薄 外包層以便消散雜散光；以及圖12是在圖11的激光-傳播光纖與輸出光纖之間的接續(xù)位置的剖視圖， 描述可導(dǎo)致在系統(tǒng)中產(chǎn)生雜散光的大量的間隙空間(在光纖纖芯之間)。
具體實(shí)施方式
在圖4中示出示例的現(xiàn)有技術(shù)的錐形光纖束10，在這個(gè)例子中描述從與 光纖束10熔合的包層-泵浦光纖12重新進(jìn)入光纖束10中的反向散射雜散光的 傳播。光纖束IO被描繪包括多根泵浦光纖14以及信號(hào)光纖16。使用本領(lǐng)域 公知的方法，光纖束10絕熱地逐漸變細(xì)直至在位置F其外徑與包層-泵浦光纖 12的外直徑匹配，隨后兩根光纖熔化接續(xù)在一起。信號(hào)光纖16包括纖芯區(qū)域 17 (纖芯區(qū)域可為單?；蚨嗄?，纖芯區(qū)域17被相對(duì)大直徑(例如125pm)的 包層18包圍。泵浦光纖14包括相對(duì)大的二氧化硅纖芯13 (例如105|im)和 薄(例如10pm)的低折射率包層15。如同上面所討論的，包層18的折射率 小于纖芯區(qū)域17的折射率，從而將傳播信號(hào)光限制在沿該纖芯的光纖軸上。眾所周知的是，甚至少量的雜散光可引起錐形光纖束10的溫度的劇烈升 高，導(dǎo)致災(zāi)難性的故障。如上所述，雜散光由包括信號(hào)光纖16中的ASE、與 反向傳播泵浦光源(在圖4中以"反向"箭頭表示)相關(guān)的無(wú)吸收的泵浦光P和 /或信號(hào)光纖16的纖芯散射到外面的信號(hào)光的一個(gè)或多個(gè)光源所產(chǎn)生的。圖5 包括描繪這種原理的光學(xué)/熱學(xué)照片，其中雜散光的存在是由使用耦合進(jìn)入形 成光纖束的每根光纖的反向傳播信號(hào)所引起的。通過(guò)分離這些光纖并且利用熱照相機(jī)監(jiān)視這些光纖的溫度，熱圖像的中心內(nèi)的白點(diǎn)清楚地顯示出信號(hào)光纖 16中的極高溫度。還發(fā)現(xiàn)，例如在圖5的照片中所示的，信號(hào)光纖與泵浦光纖之間的產(chǎn)生的溫度差可歸因于泵浦光纖所使用的特定包層結(jié)構(gòu)。特別地，再次參考圖4，耦 合進(jìn)入傳統(tǒng)的信號(hào)光纖16中的反向行進(jìn)的光將進(jìn)入環(huán)繞包層18中，并且隨后 被導(dǎo)入外層聚合物涂層19中。由于聚合物具有強(qiáng)的光吸收，上述光將迅速地 轉(zhuǎn)化為不期望的熱能。另一方面，進(jìn)入泵浦光纖14中的光大部分被二氧化硅 纖芯13所捕捉并且導(dǎo)向在二氧化硅纖芯13與低折射率包層15之間的玻璃界 面。因此，泵浦光纖中的反向傳播光與疊置的聚合物發(fā)生小的相互作用，并且 不會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)增加額外的包層可降低與沿著 信號(hào)光纖傳播的雜散光相關(guān)的熱量從而處理沿光纖長(zhǎng)度方向上的光能量分布。圖6描繪根據(jù)本發(fā)明形成的錐形光纖束，其中信號(hào)光纖30特別地設(shè)置為 包括薄(即"易泄漏的")的低折射率外包層，該外包層用于去除沿著內(nèi)包層傳 播的雜散光并且沿著外涂層的延伸部分可控地泄漏這些雜散光。如下所討論 的，這種泄漏(或隧道)效應(yīng)可通過(guò)彎曲該光纖來(lái)增強(qiáng)。圖6中示出的泵浦光 纖14與包括在圖4的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)中的光纖基本相同。圖7包含根據(jù)本發(fā)明形成的示例的熱處理的、高能信號(hào)光纖30的橫截面 圖。如圖6和圖7所示的，熱處理的高能信號(hào)光纖30包括纖芯區(qū)域32、相對(duì) 大的截面面積的內(nèi)包層34、薄外包層36 (其中薄外包層36具有小于內(nèi)包層 34的折射率，為恒定值折射率或是梯度折射率值)、以及包覆外包層36的聚 合物涂層38 (涂層38具有大于內(nèi)包層34的折射率)。圖8包含本發(fā)明的這個(gè) 特定實(shí)施例的示例的光纖30的折射率分布(未標(biāo)尺度)。如上所述，薄外包層36起到捕獲并且引導(dǎo)任何雜散光的作用，無(wú)論是剩 余泵浦光或是折射的信號(hào)光，并且阻止這些光直接地與聚合物涂層38的局部 區(qū)域相互作用并使此局部區(qū)域受熱。由于有目的地形成相對(duì)薄(例如，厚度小 于10微米，或甚至為5微米)的外包層36，因此當(dāng)光沿著外包層36傳播時(shí)， 雜散光將會(huì)逐漸泄漏/通過(guò)隧道進(jìn)入聚合物涂層38中。實(shí)際上，通過(guò)保持外包 層36的厚度小于10pm，雜散光將沿隧道通過(guò)外包層36，使得光能隨后沿著 外涂層38的延伸部分逐步地分布。如上所述的，通過(guò)彎曲光纖可加強(qiáng)從薄包層36進(jìn)入聚合物涂層38的隧道 化。特別地，如圖9的曲線圖中所示的，當(dāng)本發(fā)明的光纖的彎曲直徑減小時(shí)， 此結(jié)構(gòu)有更大的損耗。如圖10的相關(guān)折射率分布圖中所示的，圖9的曲線 是具有105pm的纖芯直徑、114(im的外包層直徑以及250pm的外涂層直徑的 光纖所產(chǎn)生的。在內(nèi)包層與外包層之間的折射率的差值(An)大約為0.0167， 并且外涂層為具有高于內(nèi)包層折射率的常規(guī)的紫外光(UV)固化丙烯酸酯涂 層。纖芯完全充滿了光，并且在各個(gè)彎曲直徑下監(jiān)測(cè)通過(guò)量。如圖9中所示的， 通過(guò)改變彎曲直徑可"調(diào)諧"光的損耗率。值得注意的是，甚至在較大的彎曲直 徑，光損耗也顯示為非零。由于外包層36的薄尺寸，可執(zhí)行彎曲而不對(duì)在纖 芯區(qū)域32中的信號(hào)傳播帶來(lái)影響。在大多數(shù)的實(shí)施例中，內(nèi)包層34與外包層36之間的NA應(yīng)該介于大約 0.15至0.33的范圍內(nèi)。因此，利用這些值，外包層36可包括小于10pm的厚 度并且提供足夠的彎曲損耗而不干擾在纖芯區(qū)域32中傳播的信號(hào)光。外包層 36可包括玻璃或是聚合物材料。包層36還可形成包括在其光束或在其內(nèi)表面 的散射點(diǎn)(例如，礬土粉末或結(jié)晶的聚合物)，從而有利于從內(nèi)包層34中去除 光能并且沿聚合物涂層38的能量分布。涂層38可在應(yīng)用于在制造過(guò)程期間的 光纖，或應(yīng)用在隨后當(dāng)封裝光纖時(shí)，在隨后使用散熱膏或膠粘環(huán)氧。雖然上述討論針對(duì)于在錐形光纖束的信號(hào)光纖中的熱處理問(wèn)題，但是應(yīng)該 懂得，在由于吸收光而產(chǎn)生熱量的的其它基于光纖的光設(shè)置中也出現(xiàn)類(lèi)似的熱 處理問(wèn)題。例如，光纖接續(xù)和光纖彎曲均為公知的可給系統(tǒng)《1入雜散光的結(jié)構(gòu)。 在這些例子中，因此，可使用包含薄的低折射率的外包層的相似構(gòu)造的高能信 號(hào)光纖來(lái)方便去除這些雜散光并且沿著外涂層的延伸部分消散光。當(dāng)然，已經(jīng) 研制出激光組合器的設(shè)置，通過(guò)錐形化將與獨(dú)立光源相關(guān)的多根光纖組合成光 纖束并且作為一組提供至較大纖芯傳輸光纖的輸入。圖ll描述一種這樣的激 光組合器，包括沿著每根激光輸入光纖附加的薄外包層，從而根據(jù)本發(fā)明提供 雜散光的熱處理。參考圖11,表示激光組合器40包括通過(guò)錐形化設(shè)置組合成大的多模纖芯 光纖42的多根信號(hào)光纖30 (表示為30-1、 30-2以及30-3)的。每根輸入信號(hào) 光纖30包含例如從光纖激光器來(lái)的單模光那樣的高亮度、低NA的光。 一種上述激光組合器40的期望應(yīng)用是與材料處理相關(guān)，存在高的相似性，絕大部 分的光(例如從熔鑄的金屬表面的反射)作為雜散光被反射回到信號(hào)光纖束中。當(dāng)?shù)竭_(dá)光纖30的光纖束的入口時(shí)， 一部分雜散光將進(jìn)入單獨(dú)的纖芯32之間的 間隙空間(參見(jiàn)圖12關(guān)于示例的多纖芯和在這樣的激光傳播光纖束中的大間 隙空間的描述)并且^l導(dǎo)入環(huán)繞的包層區(qū)域34。因此，利用如上所述的相同 方式，通過(guò)增加外包層36捕獲雜散光將與外聚合物涂層38受熱相關(guān)的問(wèn)題最 小化，并且沿著聚合物涂層38的延伸部分逐步地消散這些光。當(dāng)然，應(yīng)該懂得，上述的實(shí)施例僅是可以提供本發(fā)明原理的應(yīng)用的眾多可行的特定實(shí)施例中的一些實(shí)施例的描述。在不脫離由本發(fā)明申請(qǐng)中所附的權(quán)利 要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出許 多和其它的各種設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種光纖，配置用于方便去除雜散光，所述光纖包括纖芯區(qū)域，用于基本上限制并且傳播光信號(hào)；環(huán)繞所述纖芯區(qū)域的內(nèi)包層，所述內(nèi)包層具有小于纖芯區(qū)域折射率的折射率；薄外包層，環(huán)繞所述內(nèi)包層，所述薄外包層具有小于所述內(nèi)包層折射率的折射率，從而捕獲沿著所述內(nèi)包層傳播的雜散光，并且具有選擇用于從該光纖中可控性地消散捕獲的雜散光的厚度；以及外涂層，環(huán)繞所述薄外包層，其中，由該薄外包層捕獲的雜散光在外涂層的延伸長(zhǎng)度上逐漸地沿隧道進(jìn)入外涂層，從而降低由該雜散光造成的所述外涂層的局部受熱。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述薄外包層還包括多個(gè) 散射點(diǎn)，用于有效地將雜散光從內(nèi)包層移動(dòng)至所述薄外包層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述內(nèi)包層,所述薄外包 層之間的數(shù)值孔徑是在0.15至0.33的范圍內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述薄外包層具有不大于 10pm的厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖，其特征在于，所述薄外包層具有不大于 5|im的厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述外涂層包含聚合物材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述內(nèi)包層與所述薄外包 層之間出現(xiàn)折射率的基本上為階梯狀的折射率差。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖，其特征在于，所述內(nèi)包層與所述外包層 之間的折射率差大約為0.0167。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述薄外包層呈現(xiàn)梯度折 射率分布，數(shù)值從與所迷內(nèi)包層的界面至所述外涂層減小。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，所述薄外包層呈現(xiàn)梯度折 射率分布，數(shù)值從與所述內(nèi)包層的界面至所述外涂層增大。
11. 一種錐形光纖束，用于組合多個(gè)獨(dú)立的光信號(hào)并且提供多個(gè)信號(hào)作為相關(guān)傳輸光纖的單一輸入，所述錐形光纖束包括多根光纖，用于支持多個(gè)光信號(hào)的傳輸，至少一根光纖支持基本上為單模 光輸入信號(hào)的傳輸，其中每根光纖包括纖芯區(qū);或，用于限制并且傳4番相關(guān)的光信號(hào)；內(nèi)包層，環(huán)繞所述纖芯區(qū)域并且具有小于所述纖芯區(qū)域折射率的折射率；薄外包層，環(huán)繞所述內(nèi)包層，所述薄外包層具有小于所述內(nèi)包層折射率 的折射率，從而捕獲沿著所述內(nèi)包層傳播的任何雜散光，并且具有選擇用于可 控制地將捕獲的雜散光從該光纖中消除的厚度；以及外涂層，環(huán)繞所述薄外包層，其中，由薄外包層捕獲的雜散光將在外涂 層的延伸長(zhǎng)度上逐漸地沿隧道進(jìn)入所述外涂層，從而降低由該雜散光造成的所 述外涂層的局部受熱。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的錐形光纖束，其特征在于，所述錐形光纖束 用作包層-泵浦光纖放大器的輸入，并且所述多根光纖包括用于支持基本上為 單模光輸入信號(hào)的傳輸?shù)膯胃饫w、以及支持一組獨(dú)立的泵浦信號(hào)的傳播的其 余光纖。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的錐形光纖束，其特征在于，所述錐形光纖束 用作高能、大纖芯傳輸光纖的輸入，并且多根光纖的每一根光纖用于支持輸入 激光信號(hào)的傳輸，隨后組合在高能、大纖芯傳輸光纖中。
14. 一種可控地去除沿著光纖傳播的雜散光的方法，所述光纖至少包括纖 芯區(qū)域、內(nèi)包層以及外聚合物涂層，所述方法包括下列步驟緊靠所述外聚合物涂層內(nèi)部加入薄外包層； 捕獲沿著所述薄外包層中的至少所述內(nèi)包層傳播的雜散光；以及雜散光，至少由所述薄外包層的厚度控制所述逐漸消散，從而減小由該雜散光 所引起的外涂層的局部受熱。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以下步驟彎曲該光纖，從而進(jìn)一步控制進(jìn)入所述外聚合物涂層的雜散光的逐漸消 散，其中增加該彎曲半徑增加雜散光從所述外包層至所述聚合物外涂層的移 動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于消散雜散光的光纖配置。形成光學(xué)傳輸光纖包括設(shè)置在保護(hù)性的聚合物外涂層下面的相對(duì)低折射率、相對(duì)薄的外包層。沿著該光纖中的內(nèi)包層傳播的雜散光將折射入薄外包層(通過(guò)正確選擇折射率值)。外包層的薄尺寸也許雜散光以受控的逐漸的方式“泄漏”進(jìn)入外涂層，從而降低與雜散光存在相關(guān)的涂層的受熱。本發(fā)明的光纖還可彎曲以協(xié)助將雜散光移入涂層中。
文檔編號(hào)G02B6/036GK101246236SQ20081000481
公開(kāi)日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2008年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月12日
發(fā)明者克利福德·黑德利, 大衛(wèi)·約翰·迪喬瓦尼, 江守義弘, 邁克爾·菲什泰恩 申請(qǐng)人:古河電工北美公司