專利名稱：在拉曼激光發(fā)射應(yīng)用中使用的濾波器光纖及其制造技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及光纖裝置和方法，并且更具體地，涉及在拉曼激光發(fā)射應(yīng)用中使用的改進的濾波器光纖以及用于設(shè)計和制造這種光纖的技術(shù)。
背景技術(shù)：
光纖激光器和放大器典型地基于摻有激光激活的稀土離子(如鐿( )、鉺(Er)、 釹(Nd)等)的光纖。光纖中的受激拉曼散射是有用的效應(yīng)，其可被用于在這些摻雜稀土的光纖不工作的波長區(qū)域提供非線性增益。當激光束通過拉曼激活光纖傳播時發(fā)生受激拉曼散射，結(jié)果導(dǎo)致稱為“斯托克斯頻移”的可預(yù)知的波長增加。通過在一段拉曼激活光纖的輸入端和輸出端提供一系列特定波長的反射光柵，可以產(chǎn)生一系列的級聯(lián)斯托克斯頻移，從而將輸入波長轉(zhuǎn)換為選定的目標波長。圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例性系統(tǒng)20的圖，其中使用受激拉曼散射產(chǎn)生用于泵浦摻鉺光纖放大器(EDFA)的1480nm的高功率輸出80，所述摻鉺光纖放大器在1550nm區(qū)域提供增益。如所示出的，系統(tǒng)20包括兩個級整體的％光纖激光器40和級聯(lián)拉曼諧振器 (cascaded Raman resonator, CRR) 60。在激光器40中，由一段在IOOOnm至1200nm區(qū)域內(nèi)工作的雙包層摻Y(jié)b光纖42提供激活介質(zhì)。在光纖輸入端44提供高反射光柵HR1，并且在光纖輸出端46提供輸出耦合光柵0C1。光纖42在高反射器件HRl和輸出耦合器OCl之間的部分起到激光器腔體48的作用。由利用錐形光纖束(tapered fiber bundle) TFBl耦合到光纖42的多個泵浦二極管50 向光纖42提供泵浦能量。在該示例中，激光器40提供波長為1117nm的單模輻射作為輸出 52。該激光器的輸出被用于泵浦級聯(lián)拉曼諧振器60。諧振器60包括拉曼激活光纖62。 在該光纖的輸入端66提供多個輸入光柵64，并且在該光纖的輸出端70提供多個輸出光柵 68。所述多個輸入光柵64包括高反射器件HR2-HR6 ；所述多個輸出光柵68包括高反射器件HR7-HR11和輸出耦合器0C2。示出了針對輸入高反射器件HR2-HR6、輸出高反射器件HR7-HR11和輸出耦合器 0C2的從1175nm至1480nm的示例性波長。如圖1中所示，輸入光柵64和輸出光柵68包括通過相應(yīng)的斯托克斯頻移分開的一系列嵌套的波長匹配對。輸入光柵64、輸出光柵68和拉曼光纖62提供一系列嵌套的拉曼腔體72。盡管圖1示出了使用光柵64和68構(gòu)成的級聯(lián)拉曼諧振器60，但是眾所周知，可以使用其它波長選擇元件(如熔合光纖耦合器)和其它結(jié)構(gòu)(如WDM環(huán)路鏡)構(gòu)成類似的諧振器。摻％光纖激光器40的1117nm的輸出52被提供為進入諧振器60的輸入，結(jié)果導(dǎo)致在寬范圍上的一系列級聯(lián)斯托克斯頻移，導(dǎo)致波長從1117nm的輸入逐步增加到1480nm 的系統(tǒng)輸出。然后可以將輸出80的一個應(yīng)用用于在基模下泵浦在1530至1590nm區(qū)域中提供增益的高功率的硅基摻鉺光纖放大器(EDFA)。然而，在系統(tǒng)20中，即使在實現(xiàn)目標波長之后，仍繼續(xù)出現(xiàn)一定量的拉曼散射。因此，對于較高的功率，由于光被轉(zhuǎn)換為下一個不需要的更高階的斯托克斯頻移而可能損失大量的泵浦能量。該不需要的斯托克斯頻移限制了在期望的輸出波長下能夠獲得的功率量。此外，如果CRR的輸出80被用于泵浦EDFA，那么該不需要的更高階斯托克斯頻移可能潛在地干擾在EDFA中放大的信號波長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)的這些問題以及其它問題，本發(fā)明的各方面涉及在拉曼激光發(fā)射應(yīng)用中使用的濾波器光纖以及用于設(shè)計和制造這種光纖的技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一種實踐方式，一種光纖包括具有折射率變化的光波導(dǎo)，所述折射率變化被構(gòu)造為使得該光纖在工作波長范圍上具有支持多個斯托克斯頻移的有效面積并且在該工作波長范圍內(nèi)的目標波長下具有負色散值。該折射率變化還被構(gòu)造為使得該光纖在比該目標波長更長的波長下具有有限LPtll截止，從而對于選定的彎曲直徑，該LPtll截止波長使得在該目標波長下的宏彎曲損耗和在比該目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同， 從而本質(zhì)上防止在比該目標波長更長的波長下的拉曼散射。下面描述本發(fā)明的更多方面。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的級聯(lián)拉曼諧振器系統(tǒng)的圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一方面的未按比例繪出的截面圖。圖3、圖3A、圖;3B、圖3C示出根據(jù)本發(fā)明多個方面的四個示例性光纖的近似按比例繪出的折射率分布。圖4和圖5是示出分別以75mm和190mm的卷軸直徑(spool diameter)評估的 LP01截止波長與在1480nm和1590nm產(chǎn)生的宏彎曲損耗之間關(guān)系的一對曲線圖。圖6是示出在W形折射率分布中導(dǎo)致在1590nm的恒定LPtll截止波長的纖芯半徑和纖芯折射率的分布的曲線圖。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的原型濾波器光纖設(shè)計中衰減和波長之間關(guān)系的曲線圖。圖8A-8C是列出四個示例性光纖設(shè)計的規(guī)格的一系列表格。圖9是根據(jù)所描述的本發(fā)明各方面的一般方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明各方面的在高功率拉曼激光發(fā)射應(yīng)用中使用的濾波器光纖及設(shè)計和制造這種光纖的技術(shù)的具體示例。上面討論的圖1中所示的拉曼激光發(fā)射系統(tǒng)20用于提供本討論的背景。特別地， 為了本討論，假定例如可以使用根據(jù)本文中描述的技術(shù)構(gòu)造的濾波器光纖，代替CRR 60中的拉曼光纖62。在此情況下，通過提供適當長度的濾波器光纖，并且在該光纖的輸入端和輸
6出端提供適當?shù)妮斎牒洼敵龉鈻沤M來制造CRR，該輸入和輸出光柵組具有配置成產(chǎn)生一系列級聯(lián)斯托克斯頻移的波長，從而將輸入波長逐步轉(zhuǎn)換為期望的目標波長。然而，應(yīng)該理解，可以關(guān)于其它拉曼激光發(fā)射系統(tǒng)和配置實施當前描述的濾波器光纖和技術(shù)。例如，可以結(jié)合2009年5月11日提交的61/177058號美國臨時專利申請中描述的任意激光發(fā)射系統(tǒng)或者其變體實施本發(fā)明，該臨時申請由本申請的受讓人擁有，并且其全部內(nèi)容通過引用包含在本文中。如下面詳細討論的，根據(jù)本發(fā)明的濾波器光纖被構(gòu)造為在工作波長范圍上允許多個斯托克斯頻移而無超連續(xù)譜產(chǎn)生。這種濾波器光纖被構(gòu)造為防止對由較高階斯托克斯頻移的拉曼散射導(dǎo)致的超過目標波長的波長的有害泵浦能量消耗。這些期望的特性是通過將濾波器光纖構(gòu)造為包括以下屬性而實現(xiàn)的(a)在它的整個工作范圍上是正常(即，負的)色散，以避免超連續(xù)譜產(chǎn)生；(b)有在目標波長下的小的有效面積，即，小到足以允許在工作波長范圍上的多個斯托克斯頻移處于期望的功率水平的有效面積；(c)對于100米或更長的光纖長度可接受的低損耗；以及(d)對于比目標波長更長的波長下的有限LPtll模式截止，從而對于選定的彎曲直徑，該LPtll截止波長使得在目標波長下的宏彎曲損耗和在比目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同。注意，本討論使用以pS/(nm-km)為單位的色散參數(shù)D。負值的D構(gòu)成正常色散，而正值的D構(gòu)成反常色散。在反常色散情況下，出現(xiàn)調(diào)制不穩(wěn)定和孤波形成等現(xiàn)象，這兩種現(xiàn)象都不會出現(xiàn)在正常色散情況下。注意，標準單模光纖具有1300nm左右的零色散波長，并且具有在比該零色散波長更長的波長下的反常色散。根據(jù)本發(fā)明的一種實踐方式，LP01截止位于在超過目標波長一半和一個斯托克斯頻率頻移之間的波長處，從而對于給定的卷軸直徑(例如，75mm、190mm)，該選定的LPtll模式截止導(dǎo)致在目標波長的宏彎曲損耗(例如，小于0.01dB/km)和在第一斯托克斯頻移的宏彎曲損耗(例如，大于300dB/km)之間有很大不同。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，這些光纖屬性是通過使用W形折射率分布實現(xiàn)的。應(yīng)該理解，本文中描述的本發(fā)明的各方面可使用其它折射率分布形狀和其它折射率變化來實現(xiàn)。不能在選定的截止波長以上引導(dǎo)LPtll模式的W形濾波器光纖已經(jīng)被用于S波段摻鉺光纖放大器(EDFA)應(yīng)用中。W形濾波器光纖還被用于在高功率％光纖放大器中抑制拉曼散射。在這些較早的應(yīng)用中，濾波器光纖在寬波長范圍上的色散都不是重點的考慮。拉曼激光發(fā)射應(yīng)用需要在離散的頻率的拉曼增益。然而，當足夠高的功率以反常色散進入光纖時，由于調(diào)制不穩(wěn)定性，可能出現(xiàn)超連續(xù)譜的產(chǎn)生而不是在離散的頻率的拉曼增益。因此，根據(jù)本發(fā)明的光纖被構(gòu)造為在工作波長范圍上展現(xiàn)正常色散。因為在給定的光纖中的拉曼增益與泵浦功率強度有關(guān)，所以拉曼增益與光纖的模式的有效面積成反比。因此，根據(jù)本發(fā)明的光纖被構(gòu)造為具有小的有效面積。然而，由于拉曼激光器中的光纖長度趨向于在100米以上的量級，所以光纖的功率損耗也扮演重要角色。因此，根據(jù)本發(fā)明的濾波器光纖被構(gòu)造為明顯不同于較早的濾波器光纖以提供具有小有效面積、低損耗和正常色散的光纖，從而促進針對期望的目標波長的拉曼散射。該光纖使用LPtll模式截止的濾波特性以阻止在比期望的目標波長更長的波長下的拉曼散射?，F(xiàn)在描述用于設(shè)計構(gòu)造為具有上述屬性的濾波器光纖的特定技術(shù)。出于討論的目的，假定期望的目標波長是1480nm，并且在1480nm之后的第一個斯托克斯頻移是1590nm。 然而，通過本描述將明顯看到，所描述的光纖和技術(shù)可適用于其它波長。圖2示出根據(jù)本發(fā)明第一方面的光纖100的示例的未按比例繪出的截面圖。光纖 100包括由氧化硅(SiO2)或其它適當?shù)牟牧现瞥傻墓獠▽?dǎo)，該光波導(dǎo)可以被化學(xué)摻雜以產(chǎn)生多個不同的同心區(qū)域纖芯101，其具有外半徑Γι和折射率Ii1 ；內(nèi)包層103，其圍繞纖芯101，具有外半徑巧和折射率η2 ；以及外包層105，其圍繞內(nèi)包層103，具有外半徑rQ和折射率nQ。圖2中還示出了纖芯-內(nèi)包層邊界102和內(nèi)包層-外包層邊界104。每個光纖區(qū)域具有相應(yīng)的“折射率差” Δ η,該折射率差是使用外包層折射率Iitl作為基準值確定的對于外包層105，An0 = n0_n0 = 0 ；對于纖芯 101，An1 = rifn。；對于內(nèi)包層103，An2 = n2_n0。圖3是根據(jù)本發(fā)明各方面的第一示范性光纖的近似按比例繪出的折射率分布 (refractive index profile，RIP) 120。RIP 120 以圖形形式示出光纖區(qū)域 101、103、105 相應(yīng)的外半徑A-巧和折射率差Δ η0- Δ η2。如圖3中所示，RIP 120傳統(tǒng)上被稱為W形分布。它包括對應(yīng)于纖芯101的中心峰(spike) 121，纖芯101具有相對窄的外半徑巧和相對大的正折射率差Δηι。中心峰121 被對應(yīng)于內(nèi)包層103的溝槽123包圍，內(nèi)包層103具有與纖芯的外半徑巧相比相對大的外半徑r2，并且具有相對小的負折射率差Δη2(相對于ΔΠ(1)。溝槽123被對應(yīng)于外包層105 的相對平坦的外部區(qū)域125包圍，外部區(qū)域125具有外半徑η和折射率差Δη。。圖3A-3C示出根據(jù)本發(fā)明的更多方面的光纖的第二和第三示例的近似按比例繪出的折射率分布120’和120”。RIP 120’和120”二者都是W形的，包括中心峰121’/121”、 溝槽123’ /123”和外包層125’ /125”，并且具有實現(xiàn)期望的濾波效果的相應(yīng)值Γ(ι’ /rQ”、 r/ /r/\ r2' /r2”、Δη。，/ Δη。”、Δη/ / ΔIi1 ”以及 Δη2，/Δη2”?，F(xiàn)在描述用于針對給定的目標波長達到適當?shù)恼凵渎史植嫉募夹g(shù)。在本文中描述的拉曼濾波器光纖設(shè)計中，泵浦能量在目標波長提供增益，并且不被超過該目標波長的更高階斯托克斯散射消耗。出于討論的目的，假定期望的目標波長是 1480nm，并且在1480nm之后的第一斯托克斯頻移是1590nm。然而，通過本描述將明顯看到， 所描述的光纖和技術(shù)可適用于其它波長。根據(jù)本發(fā)明的濾波器光纖被構(gòu)造為，與在第一斯托克斯頻移波長(即1590nm)的宏彎曲損耗相比較，在目標波長(即1480nm)的宏彎曲損耗具有顯著不同。當前描述的拉曼濾波應(yīng)用利用該衰減不同。在使用中，拉曼光纖典型地纏繞在具有已知直徑的卷軸上。因此，在典型的拉曼激光發(fā)射應(yīng)用中，拉曼光纖受到已知彎曲直徑的宏彎曲損耗。
圖4和圖5是示出分別以75mm (圖4)和190mm (圖5)的卷軸直徑評估的LPtll截止波長與在1480nm和1590nm得到的宏彎曲損耗之間關(guān)系的一對曲線圖140和150。圖4中所示的曲線圖140示出當LPtll截止波長在1540nm和1610nm之間時，纏繞在75mm直徑卷軸上的拉曼光纖預(yù)期在1480nm具有小于0. 01dB/km的宏彎曲損耗，而在 1590nm具有大于100dB/km的宏彎曲損耗。類似地，圖5中所示的曲線圖150示出當LPtll截止波長在1510nm和1590nm之間時，纏繞在190mm直徑卷軸上的拉曼光纖預(yù)期在1480nm具有小于0. OldB/km的宏彎曲損耗，而在1590nm具有大于100dB/km的宏彎曲損耗。目標波長和斯托克斯波長之間的所述IO4量級的衰減差提供了顯著的濾波效果，以抑制更高階的拉曼散射。根據(jù)本發(fā)明的實踐方式，在下一斯托克斯階的功率比先前斯托克斯階的功率低或者與之相當，先前階斯托克斯階比輸出波長低20dB。圖6是示出例如圖3A-3C中所示的W形折射率分布中導(dǎo)致在1590nm的恒定LPtll 截止波長的纖芯半徑和纖芯折射率的輪廓的曲線圖160。在這些W形設(shè)計中，纖芯被具有-0. 008 Δ η折射率差和12 μ m外半徑的溝槽區(qū)包圍。該溝槽區(qū)又被未摻雜的氧化硅包圍。 圖6還示出產(chǎn)生1590nm LP01截止波長的光纖設(shè)計在1480nm的色散，右側(cè)縱軸上示出標度。 還示出在1480nm的有效面積。該圖確定了就這種W形折射率分布中的纖芯半徑和纖芯折射率來說具有上述屬性的設(shè)計空間。盡管這些設(shè)計是針對1480nm的目標波長以及1590nm 的斯托克斯波長的進行的，但是可以針對其它目標波長的應(yīng)用進行類似設(shè)計。當卷軸直徑為75mm時，這些設(shè)計顯示出在1480nm宏彎曲損耗低于0. 01dB/km,而在1590nm宏彎曲損耗高于 300dB/km?？梢詫⑵渌鼫喜郯霃胶蜏喜壅凵渎视糜谠揥形濾波器光纖設(shè)計。一般來說，較小的外溝槽半徑和較小的溝槽折射率量值會增加有效面積和宏彎曲損耗。隨后的表格示出具有不同溝槽折射率和溝槽外半徑、同時保持相同的1590nm LPtll截止的設(shè)計中的性質(zhì)比較。通過使用190mm的較大卷軸直徑，拉曼濾波器光纖可以具有較大的有效面積，同時在 1. 48 μ m保持期望的負色散和低彎曲損耗。還希望選擇具有較小纖芯折射率的的設(shè)計，較小的纖芯折射率一般會減小光纖衰減。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的原型濾波器光纖設(shè)計中衰減和波長之間關(guān)系的曲線圖 170。針對多個不同外包層直徑產(chǎn)生實驗數(shù)據(jù)120μπι(曲線171) ；121ym(曲線172)； 122 μ m(曲線 173) ；125ym(曲線 174) ；130ym(曲線 175)禾口 140 μ m(曲線 176)。由于這些光纖是從同一預(yù)制品拉出的，所以它們的纖芯直徑與包層直徑成比例，并且例如140 μ m 的包層直徑光纖中的纖芯直徑比120 μ m的包層直徑光纖中的纖芯直徑大16. 7%左右。曲線171-176示出所描述的濾波效果該濾波器光纖在截止波長之下具有低衰減，并且在截止波長之上具有高衰減。曲線171-176還示出外包層直徑是在設(shè)計具有期望的截止波長的濾波器光纖時要考慮的附加參數(shù)。例如，可以在設(shè)計過程要結(jié)束時修改外包層直徑以對截止波長進行精細調(diào)節(jié)。圖8A-8C是給出上面關(guān)于圖3、圖3A、圖;3B和圖3C討論的四個示例性光纖的規(guī)格和測得的性能的一系列表格180-182。圖8A中給出的表格180給出光纖1 (圖3)、光纖 2(圖3A)、光纖3(圖3B)和光纖4(圖3C)的以下細節(jié)(a)纖芯半徑 T1 ( μ m)；(b)纖芯折射率差A(yù)n1 ；
(C)溝槽半徑1~2(口111)；(d)溝槽折射率差Δη2 ；(e) LPtll 截止波長(nm)；(f)在 1480nm 的色散(ps/nm/km)；(g)在 1480nm 的有效面積 A。ff ( μ m2)圖8B中給出的表格181給出這四個光纖對于75mm的彎曲半徑、在1480nm和 1590nm的彎曲損耗。圖8C中給出的表格182給出這四個光纖對于190mm的彎曲半徑、在在1480nm和1590nm的彎曲損耗。如表格181和182中所示，所描述的光纖設(shè)計導(dǎo)致在目標波長1480nm的彎曲損耗和在超過該目標波長一個斯托克斯頻移的1590nm的彎曲損耗顯著不同。圖9是給出用于設(shè)計根據(jù)本文中給出的本發(fā)明的各方面的濾波器光纖的一般方法200的流程圖。該方法包括以下部分框201 提供具有折射率變化的光波導(dǎo)，該折射率變化被構(gòu)造為使得該光纖在工作波長范圍上具有支持多個斯托克斯頻移的有效面積并且在該工作波長范圍內(nèi)的目標波長下具有負色散值?？?02:將該光纖構(gòu)造為使得該光纖在比所述目標波長更長的波長下具有有限 LP01截止，從而對于選定的彎曲直徑，該LPtll截止波長使得在該目標波長下的宏彎曲損耗和在比該目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同?？?03 從而抑制在比該目標波長更長的波長下的拉曼散射。盡管以上描述包括使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的細節(jié)，但是應(yīng)該理解，本描述本質(zhì)上是說明性的，并且對于受益于這些教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，對以上描述的許多修改及改變是顯而易見的。因此，希望本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限定，并且如現(xiàn)有技術(shù)所允許的那樣寬泛地解釋權(quán)利要求。
10
權(quán)利要求
1.一種光纖，包括具有折射率變化的光波導(dǎo)，所述折射率變化被構(gòu)造為使得所述光纖在工作波長范圍上具有支持多個斯托克斯頻移的有效面積，并且在所述工作波長范圍內(nèi)的目標波長下具有負色散值，其中所述折射率變化還被構(gòu)造為使得所述光纖在比所述目標波長更長的波長下具有有限LPtll截止，從而對于選定的彎曲直徑，所述LPtll截止波長使得在所述目標波長下的宏彎曲損耗和在比所述目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同， 從而抑制在比所述目標波長更長的波長下的拉曼散射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其中所述折射率變化包括方位角折射率變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其中所述折射率變化包括徑向折射率變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖，其中所述光波導(dǎo)包括多個同心區(qū)域，所述多個同心區(qū)域包括纖芯、圍繞所述纖芯的內(nèi)包層和圍繞所述內(nèi)包層的外包層，每個光纖區(qū)域具有相應(yīng)的外半徑和相應(yīng)的折射率差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其中對于選定的彎曲直徑，在所述目標波長下的宏彎曲損耗低于0. 01dB/km，并且在超過所述目標波長一個斯托克斯頻移處的宏彎曲損耗大于 300dB/km。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖，其中所述選定的彎曲直徑對應(yīng)于所述濾波器光纖纏繞在其上的光纖卷軸的彎曲直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖，其中折射率分布具有對應(yīng)于所述纖芯的中心峰和對應(yīng)于所述內(nèi)包層的溝槽，其中所述中心峰具有正折射率差，并且所述溝槽具有負折射率差。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖，其中所述外包層具有外半徑IV折射率Iitl和折射率差Δη = 0， 其中所述纖芯具有外半徑巧、折射率Ii1和折射率差A(yù)n1 = ni-nQ，并且其中所述內(nèi)包層具有外半徑r2、折射率n2和折射率差Δη2 = n2-nQO
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%范圍內(nèi)， T1 = 2. 0 μ m, An1 = 0. 01308， r2 = 12 μ m, An2 = -0· 008。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 2. 5 μ m, An1 = 0. 00917， r2 = 6 μ m,An2 = -0. 008。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 2. 0 μ m, An1 = 0. 01098， r2 = 12 μ m, An2 = -0· 004。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 1. 8 μ m, An1 = 0. 01529， r2 = 8 μ m, An2 = -0· 008。
13.—種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖的拉曼放大器。
14.一種包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖的級聯(lián)拉曼諧振器。
15.一種制造濾波器光纖的方法，包括提供具有折射率變化的光波導(dǎo)，所述折射率變化被構(gòu)造為使得所述光纖在工作波長范圍上具有支持多個斯托克斯頻移的有效面積，并且在所述工作波長范圍內(nèi)的目標波長下具有負色散值，將所述光纖的折射率變化構(gòu)造為使得所述光纖在比所述目標波長更長的波長下具有有限LPtll截止，從而對于選定的彎曲直徑，所述LPtll截止波長使得在所述目標波長下的宏彎曲損耗和在比所述目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同， 從而抑制在比所述目標波長更長的波長下的拉曼散射。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 提供包括方位角折射率變化的折射率變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括 提供包括徑向折射率變化的折射率變化。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括提供包括多個同心區(qū)域的光波導(dǎo)，所述多個同心區(qū)域包括纖芯、圍繞所述纖芯的內(nèi)包層和圍繞所述內(nèi)包層的外包層，每個光纖區(qū)域具有相應(yīng)的外半徑和相應(yīng)的折射率差。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中對于選定的彎曲直徑，在所述目標波長下的宏彎曲損耗低于0. 01dB/km，并且在超過所述目標波長一個斯托克斯頻移處的宏彎曲損耗大于 300dB/km。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述選定的彎曲直徑對應(yīng)于所述濾波器光纖纏繞在其上的光纖卷軸的彎曲直徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中折射率分布具有對應(yīng)于所述纖芯的中心峰和對應(yīng)于所述內(nèi)包層的溝槽，其中所述中心峰具有正折射率差，并且所述溝槽具有負折射率差。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述外包層具有外半徑IV折射率Iitl和折射率差Δη = 0， 其中所述纖芯具有外半徑巧、折射率Ii1和折射率差A(yù)n1 = ni-nQ，并且其中所述內(nèi)包層具有外半徑r2、折射率n2和折射率差Δη2 = η2-η。。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 2. 0 μ m, An1 = 0. 01308， r2 = 12 μ m, An2 = -0· 008。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 2. 5 μ m, An1 = 0. 00917， r2 = 6 μ m, An2 = -0· 008。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述目標波長是1480nm，其中所述光纖具有1590nm處的第一斯托克斯頻移和 1590nm處的LPtll截止波長，并且， 其中，在士 10%的范圍內(nèi)， T1 = 2. 0 μ m, An1 = 0. 01098， r2 = 12 μ m, An2 = -0· 004。
全文摘要
一種光波導(dǎo)具有折射率變化，所述折射率變化被構(gòu)造為使得所述光纖在工作波長范圍上具有支持多個斯托克斯頻移的有效面積并且在所述工作波長范圍內(nèi)的目標波長下具有負色散值。所述折射率變化還被構(gòu)造為使得所述光纖在比所述目標波長更長的波長下具有有限LP01截止，從而對于選定的彎曲直徑，所述LP01截止波長使得在所述目標波長下的宏彎曲損耗和在比所述目標波長更長的波長下的宏彎曲損耗不同，從而抑制在比所述目標波長更長的波長下的拉曼散射。
文檔編號H01S3/30GK102439805SQ201080010152
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者J·W·尼科爾森, M·F·嚴, P·W·維斯克 申請人:Ofs菲特爾有限責(zé)任公司