[发明专利]具有可变吸收能力的光纤

说明书

光纤可以包括掺杂了一种或多种活性离子以将信号光从光纤输入端引导到光纤输出端的纤芯，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端的包层，和形成在围绕纤芯的包层中的一个或多个插入部。一个或多个插入部每一个可以具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构(例如截面尺寸、螺距和/或诸如此类)，其可以使得沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。

技术领域

本发明通常涉及光纤，且更具体地，涉及沿纵向长度具有可变吸收力的光纤。

背景技术

在光纤中，衰减是是指在光在光纤中传播时减小屈光力的强度或损耗。通常，衰减是通过吸收、散射、弯曲损耗和/或诸如此类。例如，由于吸收光功率并吸收的光功率转换为另一能量形式(例如热量)的光纤中的材料、由于分子共振、波长杂质和/或诸如此类，吸收会在光传输期间在光纤中造成信号损耗。

发明内容

根据一些实施方式，光纤可以包括：纤芯，掺杂有一种或多种活性离子，以将信号光从光纤的输入端引导到光纤的输出端；包层，围绕纤芯以将泵浦光从光纤输入端引导到光纤输出端；和一个或多个插入部，形成在围绕纤芯的包层中，其中一个或多个插入部每一个具有沿光纤的纵向长度变化的几何结构，且其中一个或多个插入部的几何结构沿光纤的纵向长度变化，以使得能沿光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。

根据一些实施方式，一种方法可以包括：在包括纤芯区域和围绕纤芯区域的包层区域的预成型件中，在包层区域中形成一个或多个孔；和对预成型件拉丝以形成光纤，该光纤包括在纤芯区域中形成的纤芯、在包层区域中形成的包层、和形成在一个或多个孔中的一个或多个插入部，其中对预成型件拉丝包括在对预成型件拉丝的同时沿光纤的纵向长度改变一个或多个插入部的几何结构。

根据一些实施方式，一种方法可以包括：降低要被泵浦到可变吸收光纤中的泵浦光中子午模态的布居数，该光纤具有掺杂了一种或多种活性离子的纤芯和围绕纤芯的包层，以将泵浦光从可变吸收光纤的输入端引导到可变吸收光纤的输出端，其中泵浦光中子午模态的布居数相对于围绕纤芯的包层所支持的模态的均匀混合而言减小；和使得泵浦光在子午模态的布居数减小之后泵浦到可变吸收光纤中，其中可变吸收光纤包括一个或多个插入部，所述插入部形成在围绕纤芯的包层中且具有的几何结构使得能沿可变吸收光纤的纵向长度调制泵浦光的吸收。

附图说明

图1A-1B是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的一个或多个示例性实施方式的示例性截面图。

图2是具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性纵向视图。

图3是预成型件的示例性实施方式的视图，其可用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤。

图4是用于制造具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。

图5是用于使用具有本文所述的可变吸收能力的光纤的示例性过程的流程图。

具体实施方式

示例性实施方式的以下详细描述参照了附随的附图。相同附图标记在不同附图中可以表示相同或相似的元件。

掺杂的有源光纤通常具有每单位长度的恒定吸收率。例如，如果吸收率是每厘米百分之一(1)，掺杂有源光纤通常在第一厘米光纤中吸收输入光的1％，在第二厘米光纤中吸收剩余输入光的1％，以此类推。结果，在掺杂有源光纤从一端泵浦时，与光纤的中间和远端相比，在泵浦端存在更大的总吸收、加热、反转(inversion)和光暗化。因此，激光器的性能在泵浦端处受到光纤的限制，且许多光纤基本上未被充分使用。例如，在双包层光纤激光器中，泵浦光通常在有源光纤的一端发射，且泵浦光被沿有源光纤的长度吸收，泵浦功率基本遵循比耳定律行为(负指数)。因此，有源光纤的泵浦输入端呈现更高的泵浦密度，造成通常更高的布居数反转(inversion of population)、更高的光暗化率、更高的温度升高、对不稳定性的更高易感性和/或诸如此类。这些效应对光纤激光器的功率可缩放性(powerscalability)造成困难。