[发明专利]用于生成超连续光谱的锥形光纤

说明书

技术领域

本发明涉及锥形光纤及使用诸如拉制塔来制造这种光纤的方法。对光纤进行锥化在多个系统中是有利的，例如，在生成超连续光谱（SCG）的系统中，根据本发明对例如非线性光纤进行锥化相较于现有系统产生了显著的改进。

背景技术

现有技术中，在所谓的拉锥站对光纤进行锥化，拉锥站为用于对已拉制的光纤进行后处理的机器。典型地，光纤被剥去覆层、锥化并被再涂敷。典型地，这种光纤具有约为0.5米的最大长度。也可以在制备光纤的同时制备锥体，即作为拉制塔中的拉制过程的一部分。由于控制拉制速度的绞盘被固有地构造为提供非常均匀的光纤直径，因而这些锥体较长、而在短距离上难以控制。

发明内容

如下文将要解释的，本发明提供了一种在拉制塔上形成锥体的新方法。借由本发明，这种锥体被发现具有生成超连续光谱的特殊用途，这是由于发明人发现，锥体的可控性、以及提供优选地结合有较短的逐渐变粗锥体（通常为0.3m-1m）的较长锥体（通常为1-10m）的可能性对这一应用来说特别地有利。

本发明的目的之一在于提供一种用于生成超连续光谱的锥形光纤，所述锥形光纤包括能够沿所述光纤的纵轴传导光的纤芯区域、以及围绕所述纤芯区域的包层区域。光纤包括布置在第一纵向位置和第二纵向位置之间的锥形段，所述锥形段包括具有第一长度L₁的第一锥体段以及具有第二长度L₂的第二锥体段，在第一长度L₁上光纤逐渐变细至锥腰，在第二长度L₂上所述光纤逐渐变粗。所述光纤的特征沿所述第二锥体段的诸如大部分的至少一部分上的平均梯度大于该特征沿所述第一锥体段的诸如大部分的至少一部分上的平均梯度。

在一个实施例中，根据本发明的光纤是中间产品。例如，在拉制塔上制备光纤，其后在拉锥站中对其进行后处理。在一个实施例中，本发明涉及使用基于根据本发明的光纤的光纤作为诸如超连续光谱光源的中间产品的系统。

锥形段的第一纵向位置可定义为第一锥体段开始的位置，其中，即所述光纤的特征开始缩小的位置。所述锥形段的第二纵向位置可定义为第二锥体段结束的位置，即所述光纤的特征的值从其在锥腰段的值增大至由一段光纤基本保持的值，例如从第二锥体段至所述光纤的输出端的这段光纤。在锥形段外侧，光纤的特征也可发生改变，例如在前-锥体或后-锥体段，光纤的特征和尺寸可能大幅变化。在一个实施例中，前-锥体或后-锥体因小于0.5m而可被区分，例如小于0.4m，例如小于0.3m，例如小于0.2m。在一个实施例中，前-锥体或后-锥体通过长于例如0.5m的大体非锥形的光纤与第一或第二锥体段隔开，由此而可被区分，其中非锥形光纤例如大于1m，例如大于1.5m。举例来说，非锥形光纤具有小于每米2%的梯度，诸如小于每米1%，诸如小于每米0.5%。在一个实施例中，前-锥体被认为是有效延伸第一锥体段长度的第一锥体段的一部分。在一个实施例中，第二锥体段的末端被定义为光纤的特征比锥腰大幅增大（例如，用于有效耦合）的位置（见下文）。

第一纵向位置可被定义为所述特征从其输入端的值向其在锥腰的值缩减一定比率时所在的位置。该比率在约0%至约10%的范围内，例如在约1%至约9%的范围内，例如在约2%至约8%的范围内，例如在约3%至约6%的范围内。在一个实施例中，该比率等于10%。在一个实施例中，该比率等于8%。在一个实施例中，该比率等于6%。在一个实施例中，该比率等于4%。在一个实施例中，该比率等于2%。在一个实施例中，该比率等于1%。在一个实施例中，该比率等于0.5%。

第二纵向位置可被定义为所述特征从其在锥腰的值向其在光纤输出端的值增大一定比率时所在的位置。在一个实施例中，该比率在约90%至约100%的范围内，例如在约91%至约99%的范围内，例如在约92%至约98%的范围内，例如在约93%至约96%的范围内。在一个实施例中，该增加比率等于90%。在一个实施例中，该比率等于92%。在一个实施例中，该比率等于94%。在一个实施例中，该比率等于96%。在一个实施例中，该比率等于98%。在一个实施例中，该比率等于99%。在一个实施例中，该比率等于99.5%。

根据本发明的光纤可包括多个锥体，每一锥体具有锥腰，该锥腰为特征的局部最小值。在本发明的说明书中，术语“锥腰”指的是沿着光纤、光纤的特征为其最小值的位置。当该特征例如为光纤的横截面或直径，则锥腰可定义为锥体的最细点。在一个实施例中，锥腰被定义为沿着光纤、光纤的特征为其最小值的位置，诸如锥体的最细点。