[实用新型]一种光学系统

说明书

本申请公开了一种包括氯掺杂模场扩展光纤的光学系统。一种光学系统，包括：光学组件，具有第一光学表面和后光学表面，所述光学组件包括至少三个光学元件；光纤，包括具有光学地耦合到该光学组件的后光学表面的模场直径(MFD)扩展区域的芯部分，该光纤包括掺杂有浓度大于0.5wt％的氯的芯区域，其中该MFD扩展区域在长度上小于5cm，并且具有在耦合到该光学组件的光纤端处的MFD，该MFD比在该光纤的另一端处的MFD大至少20％；光信号源，耦合到该光学组件的第一光学表面，使得由该光信号源提供的光信号沿由该光学组件形成的光学路径路由到所述光纤的模场直径扩展区域。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2019年9月5日提交的美国临时申请序列No.62/896106的优先权，本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体涉及耦合到光纤的光学系统，并且更具体地，涉及利用耦合到光学组件的具有扩展模场直径(MFD)的光纤的光学系统。

背景技术

包括“自由空间”光学组件和/或用于微光学应用的光学组件(例如，光学准直器、波分复用组件等)的许多光学系统提供需要耦合到标准光纤的输出信号。例如，包括光学元件(诸如反射镜、透镜、光信号路由器或滤波器)的光学组件用于将光信号从光学组件的一个部分路由到另一个部分。光学组件的一端可以连接到光源(例如，激光二极管)，光信号在光学组件的另一端被收集并耦合到光纤。当光信号从光学组件的一端传输到另一端时，它会与沿途的多个光学元件相互作用。图1示出了一种常规的光学系统设计，该设计包括五个光学元件E1-E5的自由空间组件(即，彼此之间是空气间隔的五个光学元件E1-E5的组件)。在图1的光学系统中，光信号经由光学组件从源(激光二极管LD)传输到单模光纤F，该光学组件包括位于光学路径沿途的五个中间光学元件E1-E5。

典型的单模光纤F具有非常小的芯直径，并且需要在纤芯FC所在的精确位置处将由光学系统收集或处理的光信号提供给该光纤。因此，从光学组件提供给光纤的光信号输出光束需要具有非常小的直径，使该光束以非常高的精度与纤芯相交。错过纤芯的信号光会导致光学系统性能的损失。例如，光学元件中的任何未对准都会导致信号的损失，从而对光学组件性能产生负面影响。然而，精确对准要求增加了组装时间并导致额外的费用。

成本敏感型应用的关键问题是高效且经济地将多个光学元件的光学系统和/或光学组件耦合到光纤上。因此，需要以低成本提供在包括 (多个)激光器或类似信号光源和多个光学元件的光学组件到单模光纤之间的有效耦合的光学系统。

不承认本文所引用的任何参考构成现有技术。申请人明确保留对任何引用文件的准确性和相关性提出质疑的权利。

实用新型内容

本公开的一个实施例涉及光学系统，包括：

(i)光学组件，该光学组件包括第一光学表面和后光学表面，所述光学组件包括至少三个光学元件，

(ii)光纤，该光纤包括具有光学地耦合到该光学组件的该后光学表面的锥形芯区域(例如，模场扩展区域)的芯部分，该光纤包括掺杂有浓度大于0.5wt％的氯的芯区域，并且其中该模场扩展区域在长度上小于5cm，

该光纤在操作波长λ处具有在耦合到该光学组件的该光纤端处的模场直径，该模场直径比在该光纤的另一端处的光纤模场直径大至少20％；以及

(iii)光信号源，该光信号源耦合到该光学组件的该第一光学表面，使得由该光信号源提供的光信号沿由该光学组件形成的光学路径路由到所述光纤的场扩展区域。

根据一些实施例，一种光学系统，包括：

(A)光纤，包括：长度L、第一端面和第二端面、以及所述光纤的第一端面处的MFD，该MFD与在该光纤的另一个区域处的MFD不同，该光纤进一步包括：