CN104185805A - 优选使用微结构光纤转换光束强度的横向空间轮廓的装置 - Google Patents

Abstract

一种优选使用微结构光纤的用于改变光束的强度的横向空间轮廓的装置。在此装置中，光纤(10)的横向尺寸纵向地变化并且光纤的端部(12、14)具有被设计为使得光纤在光束的波长上具有在两个端部具有不同轮廓形状的基模的光学几何参数。因此通过通过两个端部中的一个引入具有其中一种轮廓的波束(24)，波束通过另一个端部以与引入波束的轮廓形状不同形状的另一个轮廓出射。

Description

优选使用微结构光纤转换光束强度的横向空间轮廓的装置

技术领域

本发明涉及一种用于转换光束的强度的横向空间轮廓的装置。

其可应用于光纤激光***领域中，并且特别允许高斯光束无损地变形为扁平(所谓的顶帽)光束或者环形光束，用于例如标记和焊接的激光微加工，或者用于需要在光和生物组织之间相互作用的医疗应用。

背景技术

激光束的强度轮廓从高斯形状至任何其它形状的转换通常在自由空间中进行：

–要么根据光束孔径作用技术通过使用掩膜或者隔膜***修正振幅。

–要么根据场映射技术通过使用衍射或折射元件调制空间相位。

在非相干光束的情况中使用构成波束积分器的均化元件。

为了在紧凑和易于校准方面从光纤提供的优点中获益，已经开发出使用高度多模光纤来均化光束的技术。

扁平的基模光纤是已知的。在此问题上应当参考文献[1]至[4]，像后面所引用的其它文献一样在本说明书的末尾列出。在此情况中，在入射波束被引入光纤中后(见图5)，通过激励扁平的基模而实现空间波束成形。

在自由空间中实现的变形是基于振幅修正的，这导致重大损失。基于空间相调制的那些变形导致低损失，但是对于校准极其敏感并且是高成本的。

不论是在自由空间或者在积分的或者光纤中，具有均化组件的装置的使用导致来自这些装置的出口的波束的低空间相干性。

具有扁平基模的光纤的使用允许得到健壮和紧凑的空间波束形状，并且无需校准。然而，光纤的基模不具有和入射波束相同的形状的事实这导致在入射上的损失。此外，由于生产连续地单模光纤极其困难(见文献6)，所使用的光纤事实上是十分轻微多模的，这意味着出射处的形状取决于入射的条件。

因此目前没有解决方案用于将激光束的强度轮廓从高斯形状改变成紧凑、稳定且低成本的扁平形状或者环形(或者反之亦然)。

发明内容

本发明的目的是克服以上缺点。

精确地讲，本发明的目的是一种用于转换具有给定的波长光束的强度的横向空间轮廓，以使得横向空间轮廓从具有第一形状的第一轮廓改变成具有与第一形状不同的第二形状的第二轮廓的装置，其特征在于，装置包括光纤，光纤具有第一端和第二端，并且光纤包括内核、围绕内核并且折射指数大于内核的折射指数的环、和围绕环并且折射指数小于内核的折射指数的光纤包层，并且特征在于，光纤的横向尺寸纵向地变化，并且第一端和第二端具有以这样一种方式设计的光学几何参数，其中，该方式使得光纤在给定波长上具有在第一端具有第一轮廓并且在第二端具有第二轮廓的基模，使得当具有第一轮廓的光束通过光纤的第一端引入时，光束通过第二端以第二轮廓出射，第二轮廓的形状不同于第一轮廓的形状。

根据本发明的装置的优先实施例，光纤是微结构或光子晶体纤维。

根据本发明的一个具体实施例，第一轮廓是包括准高斯轮廓、扁平轮廓和环形轮廓组成的集合中的三个轮廓中的一个，第二轮廓是集合中的另外两个轮廓中的一个。

在本发明中，光纤的横向尺寸除了第一端和第二端中的至少一个之外在光纤的整个长度上保持基本恒定。

另外，在本发明中，光纤从放大光纤和非放大光纤中选择。

根据一个具体实施例，根据本发明的装置另外包括光学耦合至第一端和第二端中的一个的辅助光纤。

根据另一个具体实施例，装置另外包括分别光学耦合至第一端和第二端的两个辅助光纤。

每个辅助光纤从放大光纤和非放大光纤中选择。

附图说明

阅读下文给出的制造实例的描述同时参照附图将更好地理解本发明，下文的实例描述仅仅为提供信息的目的并不以任何方式限制，其中：

图1A是微结构光纤的实例的示意横截面图，以及图1B示出了用于该光纤的样本的折射率的径向轮廓。

图1C示出了环的厚度ΔR的变化，其使得用于图1A的光纤的扁平轮廓成为可能，其基默认值为7并且针对光纤中每个孔之间的间距Λ的各个值的于折射率对比度Δn。

图2A示出了微结构光纤中的有效折射率中的示意性改变，其基于比率Λ/λ，其中λ代表光纤设计为引导件时的光的波长。

图2B至图2D分别示出了通过适当的选择比率Λ/λ能够对于微结构光纤得到的高斯模、扁平模和环形模。

图3A是根据本发明的装置的特定实施例的示意横截面图，其使用锥形的微结构光纤。

图3B和图3C是图3A中示出的光纤的两端的示意图。

图4是根据本发明的装置的另一个特定实施例的示意横截面图。

图5是本发明的另一个实例的示意横截面图。

具体实施方式

图1A是微结构光纤的实例的图示横截面图。图1B沿着水平截面示出了图1A中示出的光纤的指数轮廓，也就是，折射指数n的变化基于半径R(径向轮廓)。

微结构的优点尤其是确保准单模行为，甚至对于尺寸相对在光纤中传播的光的波长λ更大的内核。

图1A中示出的光纤包括：

-中心部件，其由内核2以及环4组成，内核2的折射指数的值为N，，环4的折射指数等于N+Δn，其中Δn严格为正，以及；

-光学包层6，其围绕环4，光学包层6包括空气夹杂并且具有比内核2的折射指数N小的平均折射指数n_FSM(然而，空气只是一种特定情况，并且在更普遍的意义上夹杂可以使用折射指数小于其内核的折射指数的夹杂)。

更具体地，在图1A中示出的实例中，光学包层6包括纵向孔8(空气夹杂)，纵向孔8平行于光纤的轴。包层6由与内核相同的材料构成，但是由于孔的存在，指数n_FSM小于N。

在实例中，内核2由纯的或者掺杂的二氧化硅制成，环4是次微米大小并且由与锗轻掺杂的二氧化硅制成。环的内半径示出为R1，环的外半径R2和环的厚度为ΔR(ΔR＝R2-R1)，并且包层6是空气-二氧化硅类型的。但是应当指出的是，内核2的直径等于2R1。

微结构的参数是空气孔8的直径d和后者的间距Λ。

应该指定的是，指数n_FSM取决于光纤的光几何参数λ、Λ以及d/Λ。

由图1A可以看出的是，为了形成被环4围绕的内核2，中心孔或者毛细管被形成内核的固体材料取代，并且与孔的第一环对应的6个孔或者毛细管被该固体材料取代。该后者由二氧化硅制成，并被由锗掺杂的二氧化硅制成的环围绕，并且在遇到孔的第二环之前还被二氧化硅围绕。因此漏钻孔的数量等于7，并且光纤默认具有7个。

这种几何结构使得增加基模的大小成为可能，而无须过度增加孔的网络的间距Λ。应当记得的是，对于这样的几何结构，比率d/Λ必须等于0.047以得到单模传播，而不论λ/Λ的值(见文献6)。

比值d/Λ必须尽可能的小(d/Λ典型地小于0.25)使得导模的数量尽可能地小。

环4的外半径R2通过光纤的制造来约束。因为用于形成包层6的毛细管的位置，所以在半径R2的用于形成环4的边界的外筒和所遇到的与等于的最大外半径对应的第一空气孔的中心之间需要等于Λ/2的最小间距。

恰当选择各种参数使得得到具有扁平强度轮廓的基模成为可能。

当该扁平模的有效指数等于内核的有效指数时，得到该扁平模。对于一对(Δn；ΔR)优化横向强度轮廓的平坦性。对于d/Λ＝0.25的优化的实例在图1C中给出。应当记得的是，Δn(指数步或者指数对比度)是环4和内核2的折射指数之差，并且ΔR代表环的厚度。

更具体地，图1C给出了允许得到扁平的轮廓的环厚度，其基于指数对比度，对于默认值为7，对于空气孔之间的多个间距，即，Λ＝8.5微米(曲线I)，Λ＝17微米(曲线II)以及Λ＝30微米(曲线III)以及对于d/Λ＝0.25。

能够从图1C中读出的指数对比度Δn可使用OVD技术即外蒸汽沉积技术，或者通过围绕纯二氧化硅的靶沉积掺杂有锗的二氧化硅或者通过围绕掺杂有氟的的内核沉积纯的二氧化硅得到。当前的制造技术允许环的尺寸被控制在百分之几并且得到最接近的5x10^-4的指数对比度。

应该注意的是，围绕二氧化硅沉积锗或者围绕氟沉积纯二氧化硅都仅是可能的实例。

后续详细说明用于建立扁平的基模光纤的设计大小的原因。

-选择在光纤中被引导的光的波长(例如，λ＝1微米或者λ＝1.55微米)。

-选择多孔结构中被实心内核所取代的毛细管的数量(例如默认值为7)。

-选择d/Λ比率(例如d/Λ＝0.12)。

-选择内核被稀土元素掺杂的水平T(T≥0)。这确定内核指数N(见图5)，并且

-选择空气孔之间的间距Λ。这确定了孔的直径d、外半径R2和光学包层的有效折射指数或者平均折射指数n_FSM。

环的厚度ΔR和指数对比度Δn之间有关系，该关系如下：

$\mathrm{\ΔR}=\frac{\mathrm{\α}}{{\left(\mathrm{\Δn}\right)}^{\mathrm{\β}}}---\left(1\right)$

参数α(单位为微米)和β的值取决于以上所选择的参数(波长λ、默认值、比率d/Λ、由可能的掺杂导致的内核的光纤指数的数值N、以及空气孔之间的间距Λ)。

例如，当内核是由非掺杂的二氧化硅制成的时，α由以下公式给出：

α＝2.489x10^-2(d/Λ)^0.25λ²/Λ。

其中当d、Λ和λ也单位为微米时，α单位也是微米；并且β等于1。

一般形式可以表示为：Δn>10^-3，5x10^-4微米≤α≤5x10^-2微米，并且0.5≤β≤1.5。

当使用扁平基模光纤时，具有基模的更准确的光纤的强度轮廓是扁平的，通过激励该由从引入入射束进入光纤而得到的扁平的基模而得到空间形状(见文献5)。

然而，光纤的基模不并具有与其入射束相同的形状的事实导致在引入时损失。而且，从实际情况来看，制备连续的单模的大有效面积的光纤是困难的(见文献6)。许多高阶模进而与基模共存。

在这样的纤维、在自由空间或者通过光纤一般具有高斯强度轮廓的激光束的引入因此不仅激励基模而且激励高阶模。输出模的空间形式取决于引入的条件和纤维的约束。

如果考虑在图1A和图1B中表示的结构，基模具有取决于空气孔的环的间距和波长的比率Λ/λ的横向空间形式。该行为在图2A中示出，其中示出有效指数n_eff基于该比率Λ/λ的改变趋势。

对于小的/λ值，模的有效指数小于内核的指数N。纤维就像传统的阶跃指数纤维，其中围绕内核具有高指数的环几乎不被模所“见”。该模因而是准高斯。更具体地，基模的强度分布是准高斯。

对于比率Λ/λ的具体值在图2B中示出的该分布，其对应于n_eff接近n_FSM的情况(图2A中的点I)，也就是说，接近没有内核的无限包层的基模的指数(或者基本空间填充模指数)(见文献7)。

通过增加Λ/λ的值，环的重要性变得越来越大。这表示为高斯形状的模朝向扁平模变形。当有效指数n_eff接近内核的指数N时(图2A中的点II)，得到最扁平的可能模式。基模的强度的对应分布在图2C中示出。

通过进一步增加Λ/λ的值，有效指数n_eff变得比内核的有效指数更大得多，这防止内核内的内部反射的修正的引导。这是为什么在此情况中光首先在具有高指数的环中被引导。

进而得到环形模。更具体地，基模的强度分布是环形的。对于Λ/λ比率的特定值在图2D中表示该分布，其对应于n_eff接近N+Δn的情况，也就是说，接近环的指数(图2A中点III)。

通过优化比率Λ/λ的值，能够成功地得到围绕所需波长的扁平模。

因此对于孔的间距Λ沿着纤维的长度恒定的纤维，当波长λ逐渐减小时，基模的强度的空间分布从高斯形状经过扁平形状改变成环形。

相似地，如果波长是固定的，基模的空间分布将基于Λ改变，也就是说，基于光纤的横向尺寸。

本发明使用该属性。特别地，其提出了一种锥形光子晶体纤维，为了从具有高斯形状的输入模改变成大直径的扁平模，锥形光子晶体纤维的横向尺寸绝热地改变，同时将损失最小化。

本发明的该实例在图3A至图3C中示意性地示出。

图3A是根据本发明的转换装置的示意剖面图，示意剖面图由锥形的微结构光纤10。该光纤的结构没有在图3A中示出，仅在图3B和图3C中示出，图3B和图3C分别是光纤10的端部12和14的示意图。

可以看出的是，其构成与图1A中的纤维类似，进而包括：

-内核16；

-环18，其围绕内核并且其折射指数比内核的折射指数大；以及

-光学包层20，其围绕环18，并且包括纵向孔22以及其平均折射指数比内核16的折射指数小。

然而，与图1A中的纤维不同，由于纤维10为锥形，所以纤维10的横向尺寸从该纤维的一端到该纤维的另一端纵向地改变。

该纤维10被设计为转换具有给定波长λ的入射光束的强度的横向空间轮廓：通过纤维10的端部12引入光纤10的输入束24具有高斯轮廓并且通过光纤的端部14从纤维出射的输出束26具有扁平轮廓。

为此目的，端部12和14具有光几何参数，其设计为使得纤维10的波长λ分别在其端部12和14具有高斯和扁平的基模。这些与如上所述高斯和扁平的轮廓分别对应。

对于给定的波长λ，所涉及的光几何参数是上文所限定的参数Δn、Λ、d、R1和R2。然而，如图3B和3C中所见的，取决于所考虑的光纤的端部12或者14，参数Λ、d、R1和R2被分配指数A或B。

随后解释如何选择光几何参数。

端部14的参数(折射指数B)是首先被选择为全部具有比率Λ_B/λ，其在波长λ上给出了扁平的基模。光纤的横向尺寸然后以齐次方式降低直到比率Λ_A/λ在端部12(折射指数A)给出在波长λ处的强度的高斯形状轮廓。

换句话说，端部12的几何结构是与端部14的几何结构类似的，其中R1_A<R1_B,R2_A<R2_B,Λ_A<Λ_B并且d_A<d_B；并且比率Λ_A/λ被选择为使得在端部12处的基模的强度的分布是高斯形状。

这使得采用单模激光生成的类型的传统高斯强度分布能够最大化在该端部12的空间重叠。在自由空间中或者通过阶跃指数单模标准光纤在希望10中引入具有该分布的光束。

模态过滤因而可由激光模式和光纤输入模式的良好空间重叠而初步得以保证。

该步骤的结果为实现无损模式形状转换器。

已经参考图3A至图3C描述的转换装置自然地用于扁平形状至高斯形状的空间成形：为了在端部12恢复具有高斯轮廓的波束，仅仅需要引导具有扁平横向空间强度轮廓的光束通过光纤10的端部14进入光纤10。

图4是根据本发明的装置的另一个具体实施例的示意性轮廓图，装置允许具有有效面积165平方微米的高斯形状模被空间成形为具有有效面积380平方微米的扁平形状模。

该装置包括锥形微结构光纤28。光纤的输入端具有附图标记30，并且其输出端具有附图标记32。

在该实例中，波长λ被选择为等于1053纳米，并且孔的尺寸和孔的晶格间距之间的比率d/Λ从锥形纤维28的一端到另一端是恒定的并且等于0.21。在锥形纤维28的输出端32，环的尺寸R2_B-R1_B等于0.476微米，指数阶Δn等于5.2x10^-3并且孔之间的间距Λ_B等于7.13微米。这些参数导致Λ_B/λ的比率是6.8，其导致扁平轮廓。

在锥形纤维28的入口端部30处，孔之间的间距Λ_A等于4.88微米，其对应于Λ_A/λ的比率4.6并且对应于高斯形状。

类似地，可以得到高斯形状模至环形模转换器，这样的转换器对于特定激光微制造应用例如光打孔是有兴趣的(见文献[8])。

在此情况中，再次使用图3A中类型的锥形微结构光纤，该光纤的输入端12再次设为高斯模，但是其输出端设计为环形模。

更具体地，在输出端，参数选择为具有比率Λ_B/λ，其在波长λ上给于环形基模。然后以类似方式降低纤维的横向尺寸直到在输入端比率Λ_A/λ在波长λ在给出高斯形状强度轮廓。

换句话说，为了制造用于从高斯形状模空间成形为环形模的锥形微结构纤维，所选择的在输出端的参数使得基模在波长λ处为环形。

输入端的几何结构与输出端的几何结构相似，其中R1_A<R1_B、R2_A<R2_B、Λ_A<Λ_B和d_A<d_B，并且选择Λ_A/λ比率使得在输入端的基模的强度的分布是高斯形状。

自然地，进而得到的转换装置也可以用于从环形模到高斯形模的空间成形：为了在输出端(指数A)恢复具有高斯轮廓的束，仅仅需要引导横向强度轮廓为环形的光束进入上述输出端(指数B)。

根据上述介绍，本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的用于将环形模空间成形至单模且反之亦然的装置也能够被制备。

根据本发明的装置允许完全基于纤维的***中模的转换。这涉及到紧凑的、健壮的、低成本的装置，该装置目前还没有等同物。这还提供由于使用空间重叠进行模式选择而导致在输出处提供单模的优点。

锥形微结构光纤的横向尺寸可以基本上在光纤的整个长度上除了在输入端或者输出端之外或者除了在这两个端部之外保持恒定。

这在图4中示意性地示出，其中在纤维28中能够区分为三个部分，也就是精确锥形部分I以及横向尺寸基本保持恒定的部分II和部分III，该精确锥形部分I位于部分II和部分III的侧面。另外具体说明，纤维的锥形部分中纤维的横向尺寸的变化不必是线性的而是可以采取任何形式。

因此，根据本发明的装置可以被构想为部分I和III(或者分别是部分I和II)的长度比部分II(或者相应地是部分III)要小很多。

部分I的长度也可以比部分II和部分III的长度小很多。

如图5所示，根据本发明的装置还可以被构想为除了微结构光纤34的端部35和36是锥形的之外微结构光纤34的横向尺寸保持恒定。十分短的端部35的横向尺寸增加直到他们达到光纤的这些十分长的中心部件38。并且十分短的端部36的横向尺寸随着远离该中心部分38增加。

根据本发明的装置还可以被焊接至传统的单模传输光纤的端部从而以极其有效和高度紧凑的方式转换该输出模形状，与在自由空间中操作的已知方式不同。这是因为根据本发明的转换装置的有效性取决于在微结构纤维的横向尺寸包括改变处的“比率”。

为了防止在高阶模和/或包层模中耦合太多的能量，优先地以绝热的方式实现该过渡(横向尺寸从纤维的一端到另一端的变化)。

但是从基模到具有最接近的有效指数的模实现能量的传递。

因此为了确定在绝热方式中发生的拉伸长度，能够使用下面的近似规则。该规则是基于有可能互换能量的两种模相对于锥形纤维的长度的耦合长度(见文献[9])。

$\left|\frac{\mathrm{dr}}{\mathrm{dz}}\right|\&le;\frac{r({\mathrm{\&beta;}}_1-{\mathrm{\&beta;}}_2)}{2\mathrm{\&pi;}}$

其中r是纤维的内核的半径，并且β₁和β₂是对于两个最接近的模式各自的传播常数。

光纤直径的太快增加或者减少将导致在模转换期间的过高损失。

以上绝热性标准通常导致厘米级甚至毫米级的尺寸。

图4还示出了如上的将根据本发明的装置的输入端光学耦合至辅助光纤40的能力。可选择地，装置的输出端可以光学耦合至辅助光纤42。还有可能地耦合两端分别至两个纤维40和40。

另外，纤维40能够是非放大纤维或者相反为放大纤维，并且同样适用于纤维42。

以上给出的本发明中每个实例使用锥形微结构光纤。通过焊接设备这样纤维的制造或者与另一个光纤熔接的时间是已知的。在这些实例中，光学包层包括空气夹杂(纵向孔填充有空气)。然而，空气仅是一种特定情况；更普通地夹杂可采用其折射指数比内核的折射指数更大的夹杂。

另外，锥形微结构光纤可以是或正(也就是，非放大)或负(也就是，放大)。

然而，本发明并不限于使用锥形微结构光纤。本发明可以通过还包括环的光纤实现，环位于内核和光学包层之间，环具有比内核的折射指数更大的折射指数，但是环没有纵向孔。

该纤维的横向尺寸也是优选地以绝热方式沿着纵向变化(锥形纤维)，并且该纤维的光纤几何参数也是以以上所解释的方式适合于后者的两个端部。

本发明引用的文献如下：

[1]J.W.Dawson,R.Beach,I.Jovanovic,B.Wattellier,Z.Liao,S.A.Payne andC.P.J.Barty,“Large flattened mode optical fiber for high output energy pulsed fiberlasers”,paper CWD5,CLEO 2003

[2]J.W.Dawson,R.J.Beach,S.A.Payne,M.D.Feit,C.P.J.Barty and Z.M.Liao,“Flattened Mode Cylindrical and Ribbon Fibers and Amplifiers”,US 2004/0247272(9December 2004)

[3]J.W.Dawson,R.Beach,I.Jovanovic,B.Wattelier,Z.Liao,S.A.Payne andC.P.J.Barty,“Large flattened mode optical fiber for reduction of non-linear effects inoptical fiber lasers”,Proc.SPIE 5335,132-139(2004)

[4]C.Wang,F.Zhang,Y.Lu,C.Liu,R.Geng and T.Ning,“Photonic crystalfiber with a flattened fundamental mode for the fiber lasers”,Opt.Commun.282,2232-2235(2009)

[5]C.Wang,F.Zhang,Y.Lu,C.Liu,R.Geng,T.Ning and S.Jian,“Single modeoperations in the large flattened mode optical fiber lasers and amplifiers”,J.Opt.A:Pure Appl.Opt.11,065402(2009)

[6]K.Saitoh,Y.Tsuchida,M.Koshiba,et N.Asger Mortensen,“Endlesslysingle-mode holey fibers:the influence of core design”,Opt.Express 13,10833(2005)

[7]P.St.Russell,“Photonic-Crystal Fibers”,J.Lightwave Technol.24,4729-4749(2006)

[8]D.Lin et al,“Temporally and spatially shaped fully-fiberized ytterbium-dopedpulsed MOPA”,Laser Phys.Lett.,8,747-753(2011)

[9]J.D.Love,W.M.Henry,W.J.Stewart,R.J.Black,S.Lacroix,F.Gontier,“Tapered single-mode fibres and devices.I.Adiabaticity criteria”,IEEEProceedings-J Optoelectronics 138,343-354(1991).

Claims (8)

1.一种用于转换具有给定的波长光束的强度的横向空间轮廓，以使得所述横向空间轮廓从具有第一形状的第一轮廓改变成具有与第一形状不同的第二形状的第二轮廓的装置，其特征在于，所述装置包括光纤(10、28、34)，所述光纤具有第一端(12、30、35)和第二端(14、32、36)，并且所述光纤包括内核(16)、围绕内核并且折射指数大于内核的折射指数的环(18)、和围绕环并且折射指数小于内核的折射指数的光纤包层(20)，并且特征在于，光纤的横向尺寸纵向地变化并且第一端(12、30、35)和第二端(14、32、36)具有以这样一种方式设计的光学几何参数，其中，在该方式中在给定波长上光纤具有在第一端具有第一轮廓并且在第二端具有第二轮廓的基模，使得当具有第一轮廓的光束通过光纤的第一端(12、30、35)引入时，所述光束通过第二端(14、32、36)以第二轮廓出射，所述第二轮廓的形状不同于第一轮廓的形状。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光纤是微结构纤维(10、28、34)。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的装置，其中，所述第一轮廓是包括准高斯轮廓、扁平轮廓和环形轮廓的集合中的三个轮廓中的一个，所述第二轮廓是所述集合中的另外两个轮廓中的一个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，光纤(34)的横向尺寸除了第一端(35)和第二端(36)中的至少一个之外在光纤的整个长度上保持基本恒定。

5.根据权利要求1到4中的任一项所述的装置，其中，从放大光纤和非放大光纤中选择所述光纤。

6.根据权利要求1到5中的任一项所述的装置，进一步包括辅助光纤(40、42)，其光学耦合至第一端和第二端(30、32)中的一个。

7.根据权利要求1到5中的任一项所述的装置，进一步包括分别光学耦合至第一端和第二端(30、32)的两个辅助光纤(40、42)。

8.根据权利要求6和7中的任一项所述的装置，其中，从放大光纤和非放大光纤中选择每个辅助光纤(40、42)。