[发明专利]增大包层吸收同时保持单模操作的双包层增益产生光纤

权利要求书

1.一种双包层的增益产生光纤，包括：

具有纵轴的芯区，所述芯区具有与所述纵轴垂直的横截面，所述横截面具有圆形形状，

围绕所述芯区的包层区，所述芯区和包层区被配置成支持和引导基横模的信号光沿所述轴的方向传播，

所述包层区包括围绕所述芯区的沟槽区、围绕所述沟槽区的内包层区和围绕所述内包层区的外包层区，所述外包层区的折射率低于所述内包层区的折射率，所述内包层区的折射率介于所述外包层区的折射率与所述芯区的折射率之间，所述沟槽区的折射率低于所述内包层区的折射率，

至少所述芯区包括至少一种增益产生物质，当向所述光纤施加适当的泵浦能量时，为所述信号光提供增益，以及

所述芯区和包层区被配置成使得基模主要在所述芯区中被引导，并且所述沟槽区与所述内包层区的折射率差Δn_tr的绝对值小于所述芯区与所述内包层区之间的折射率差Δn_core的绝对值，从而与不具有所述沟槽区的相应的双包层的增益产生光纤相比，能同时增大所述芯区的直径和所述光纤的包层吸收，同时保持所述信号光的单模操作，

其中，所述芯区、沟槽区和内包层区被配置成使得与不具有所述沟槽区但具有类似模场直径MFD的所述相应的双包层的增益产生光纤相比，所述光纤的包层吸收α_clad增加至少30％，其中α_clad＝α_d[A_d/A_clad]，α_d为所述光纤的包括增益产生物质的区域的吸收系数，A_d为所述光纤的包括增益产生物质的区域的横截面面积，并且A_clad为包含在所述外包层内的所述光纤的总横截面面积。

2.如权利要求1所述的光纤，其中，至少所述芯区掺有Yb，所述基模的特征在于所述MFD为6-16μm，所述芯区和包层区被配置成使得与不具有所述沟槽区但具有相似的层构造、相似的折射率分布、相似的直径芯区和包层区的相应的双包层的增益产生光纤相比，所述包层吸收增大26-69％。

3.如权利要求2所述的光纤，其中，所述MFD为6-8μm，所述芯区的半径为2.9-4.1μm，所述芯区的折射率差异Δn_core为4.3-7.8×10^-3，所述沟槽区的折射率差异Δn_tr为-0.5×10^-3到-4.0×10^-3，并且所述沟槽区的最小宽度W_tr为1.5-7.0μm，其中对于给定的MFD，W_tr是保持单模操作所需的最小沟槽宽度。

4.如权利要求2所述的光纤，其中，所述MFD为10-16μm，所述芯区的半径为4.6-8.7μm，所述芯区的折射率差异Δn_core为1.1-2.8×10^-3，所述沟槽区的折射率差异Δn_tr为-0.15×10^-3到-0.8×10^-3，并且所述沟槽区的最小宽度W_tr为2.5-10.0μm，其中对于给定的MFD，W_tr是保持单模操作所需的最小沟槽宽度。

5.如权利要求1所述的光纤，其中，所述沟槽区的至少一部分还包括至少一种增益产生物质。

6.如权利要求1所述的光纤，其中，所述芯区，沟槽区和内包层区包括二氧化硅，并且所述外包层区选自由低折射率聚合物，向下掺杂的二氧化硅和空气包层结构组成的组。

7.如权利要求1所述的光纤，其中，所述芯区和包层区被配置成仅支持和引导所述信号光的所述基模。

8.如权利要求1所述的光纤，其中，所述芯区和包层区被配置成支持和引导所述信号光的所述基模以及不超过大约1-4个模。