JP2005500583A - 高開口数の光ファイバー、その製造方法並びにその使用法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、電磁導波路に関するものであり、特に、高出力用マルチモード光ファイバーや、希土類ドーパントをコア及び/またはクラッド領域に有するとともに、高出力増幅またはレージング用に設計された導波特性を有する光ファイバーなどのような、高開口数の光ファイバー、その製造方法並びにその使用法に関する。
【背景技術】
【0002】
ここ数年、クラッドポンプファイバーレーザ及び増幅器は、研究所においては基本的な設備となっている。比較的小さい屈折率の領域によって包囲された比較的高屈折率の領域を有する従来の光ファイバーとは異なり、クラッド、クラッドポンプ(または二重クラッド)ファイバーは、中間屈折率の領域によって包囲された高屈折率コアを備え、この中間屈折率の領域は、光を誘導する役割を果たす低屈折率の領域(典型的には重合体)によって包囲されている。
【0003】
例えば、二重クラッドファイバーは、高出力(クラッドポンプ)レーザ及び増幅器で使用することができる。このような構成要素において、ダイオードアレイなどのような輝度の低い光源からのポンプ光は、内側クラッドの断面積が大きく、開口数が大きいため、二重クラッドファイバーの内側クラッドへ容易に結合することができる。
【0004】
マルチモードポンプ光は、コアを横切ると希土類ドーパントによって吸収されるので、ポンプ光とコアとの重なり部分の面積を大きくするため、内側クラッドは、非円形に形成されていることが多い。この点において、円形の内側クラッドを使用する場合の問題の1つとして、例えば、螺旋形状の光線すなわち、コア領域とあまり重なることのない光線のような、いわゆるスキュー光線の励起の可能性があり、よって、コア内に位置する希土類材料を効率よくポンピングできないという点が挙げられる。
【0005】
このような二重クラッド設計の背後にある考えについて、最近の文献(例えば、非特許文献1)に記載されている。しかし、その著者であるベッカー氏他によって、内側クラッドは、低屈折率重合体の第2のクラッドによって包囲されたガラスクラッドであることが多く、これによって、内側クラッドが誘導構造体となる。ポンプ光は、ファイバーの端部からドープされていないクラッドの中に入射すると、マルチモード方式で伝播し、ファイバー内を進む間にドープされたコアと相互作用する。
【0006】
高出力ファイバーレーザの評価において、ベッカー氏他は、放射線の内側のシングルモードコアへの結合を効率よく行うためには、長方形のマルチモード部(内側クラッド)が好ましく、ダイオードレーザポンプの幾何学的アスペクト比と適合すると述べている。このタイプのファイバーレーザの出力は、シングルモードファイバーコアによってシングルモードに抑制されるため、輝度変換器(大域マルチモードからシングルモードへ)と呼ばれることもある。
【0007】
高出力ファイバーレーザは、固体レーザを交換するために使用されることが多い。設計が良好なファイバーレーザは熱特性、信頼性、単純性、及びコンパクト性に優れている(例えば非特許文献2)。
【0008】
クラッドポンプレーザ及び増幅器は、高出力エルビウムドープファイバー増幅器(EDFA)とラマン増幅器だけでなく、光パラメータ生成器及び非線形周波数変換器用のシングル周波数ポンプソースなどのような、より伝統的な適用方法において使用できる。また、自由空間光通信リンク、高ピークパワーレーザ源などのような適用方法も必要であり、高出力であるとともに、クラッドポンプであり、パルス位置調整シード発信器を有する、Ybドープファイバー増幅器などがその潜在的候補である(例えば非特許文献3)。
【0009】
これらの原理は、他の波長での操作を行う他の希土類イオンドープファバーにも当てはまる。興味深い可能性として、クラッドポンプ長波長帯エルビウムドープファイバー増幅器における増幅自然放射光(ASE)がある(例えば非特許文献4)。ここでは、クラッドポンピングを使用することにより、ポンピングの指向性効果は、クラッド領域を増加することにより、著しく減るということを示している。実際は、クラッド領域が大きいと、ファイバー全長に渡るポンプ力の配分がより均一になり、短波長ゲインとASE力の構築を阻止することができる。
【0010】
最近、いわゆる超小型構造を特徴とする新型光ファイバーが提案されてきている。このタイプの光ファイバー(例えば超小型構造ファイバー、光結晶ファイバー、穴あきファイバー、光バンドギャップファイバーなどの呼び名で呼ばれている)は、様々な文献において説明されている。例えば、光バンドギャップ(PBG)構造のクラッドを有するファイバー(例えば非特許文献5、及び特許文献1及び2)や、全反射(TIR)を変更して光が伝達されるファイバーなどがある(例えば、特許文献3、非特許文献6、7)。この文献には、主にTIRによって誘導されるファイバーも含まれている。超小型構造ファイバーは、従来のファイバーでは得ることができない光誘導特性を呈することで知られている。
【0011】
ファイバーの内部に結合できるポンプ光の量を増やすため、新しいエアクラッドファイバー設計も開示されており、改善されたポンプ放射のファイバーへの結合を容易に行えるようにしたクラッドポンプ光ファイバー構造を提案している(例えば特許文献4)。また、ファイバーの別の局面において、内側クラッドを外側構造体から光学的に隔離して、再被覆によって紫外線(UV)でファイバー内に書かれたブラッグ格子の光特性が変化しないように工夫している。
【0012】
この技術によるファイバーは、実効屈折率が従来技術より実質的に低いクラッド領域を設けたため、開口数(NA)が増えている。これは、第1の外側クラッド領域を実質的にエアクラッド領域としたことによって達成している。
【0013】
イッテルビウムドープに関連する超小型構造ファイバーもしくは光結晶ファイバーの適用についても報告されている(例えば非特許文献8)。
【0014】
さらに、高出力レベルが好ましくない非線形または物理的ダメージを引き起こす事実に関してもごく最近論じられるようになってきた(例えば非特許文献9)。ここで提案されている手法では、イッテルビウム共ドープの光結晶ファイバーのシングルモードとラージモードの領域の特性を組み合わせている。
【0015】
さらに、ここでは、PCF内のドープ領域はそれ自体では導波路を形成しないので注意が必要であると指摘されている。これを回避するため、提案されたイッテルビウムドープファイバーのコアは、それぞれ直径が250nm以下の425のドープ領域を有する超小型構造とされており、数パーセントのわずかなドープガラスを充填した領域を有する実効屈折率媒体を形成して、高出力の誘導ができないように構成している。
【0016】
ここでは、さらに、この技術の可能性について、コアを大きくし、出力を高くするとともに、高開口数二重クラッド超小型構造を利用してダイオードレーザアレイからポンピングできる有効なクラッドを形成できると述べている。
【0017】
最近の文献では、D字型内側クラッドを有するファイバーのポンプ力の吸収の最適化について述べている(例えば、非特許文献10)。ここでは、D字型ファイバーの内側クラッドの横断面における光線軌道を使うことにより、(上述のスキュー光線を回避して)ポンピングの配分を良好にできると主張している。
【0018】
また、例えば、クラッドポンプ装置のレーザとして使用する超小型構造ファイバーもある(例えば、特許文献5)。このファイバーは、多数(10個以上)の低屈折率部が一定間隔で配置された超小型構造内側クラッドを有することを特徴とするものである。このファイバーの内側クラッドは、さらに、例えば、円形または矩形などのような、対称的な外形を有することを特徴としている。
【0019】
特許文献4においては、高NAを実現するため、第1の外側クラッド領域(エアクラッドとも称する)は、“比較的大きい範囲が空の空間であり、第1の外側クラッドの比較的小さい領域(典型的には50%未満、好ましくは25%未満)が、第2の外側クラッド領域を内側クラッド領域に対して固定する支持構造体(ウェブ)とする”としている。
【0020】
しかし、本発明の詳しい説明において示すように、内側クラッドの高NAを実現するためには、ファイバーに空気を大量に充填したエアクラッド領域を設けるだけでは必ずしも十分でないことを証明している。実際、本発明者は、高NAを実現するために内側クラッドに誘導された光の波長に対する“ウェブ”の糸の太さに関し、特殊な方法で設計された“ウェブ”を設ける必要性を証明している。
【0021】
“ウェブ”が高NAに対して最適化されていないことが、特許文献4のファイバーの欠点である。
【0022】
内側クラッドの断面が略円形であることも、特許文献4のファイバーの欠点である。これにより、ポンプのスキュー光線が発現する可能性があり、コア領域においてポンピングが起きる可能性がある。
【0023】
さらに、上記の特許文献4は、内側クラッドが超小型の構造ではない、すなわち、内側クラッドの実効屈折率の制御について述べられておらず、さらに、内側クラッド内の空気孔または間隙の特殊な配置について探求されていない。
【0024】
非特許文献8に記載の技術は、高出力の適用方法においては、二重クラッドファイバーに通常使用するようなマルチモード領域におけるポンプ力の配分についての問題は取り扱っていない。
【0025】
非特許文献10のD字型ファイバーは、超小型構造の利点を利用していない。さらに、D字型ファイバー設計は、処理がかなり複雑であり(長時間研磨する必要がある場合もある)、ファイバーガラスに不具合が起こる可能性がある。
【0026】
特許文献5に記載のファイバーは、内側クラッド領域の形状が対称形状であるとう欠点を有する。また、このファイバーは内側クラッド領域に、多数の低屈折率部を有し、これらは、低屈折率部を持たないか、もしくは少数のみしか有しない(10個未満)内側クラッド構造に比較して、内側クラッドにおける形態のNAを低下させるという欠点を有する。さらに、このファイバーは、内側クラッド領域の低屈折率部が一定周期で配置されているという欠点を有する。
【0027】
本発明者は、内側クラッド領域において、低屈折率部を非周期的に配置することによって、クラッドのモードとファイバーコア内に誘導されるモードの間が、さらに効率よく結合できるということを立証した。
【0028】
【特許文献1】
WO 99/64903
【特許文献2】
WO 99/64904
【特許文献3】
米国特許第5,802,236号
【特許文献4】
米国特許第5,907,652号、D.J.ディ・ジオヴァンニ氏及びR.S.ウィンデラー氏
【特許文献5】
WO 0142829、ラッセル氏他
【特許文献6】
米国特許第5,937,134号
【非特許文献1】
ベッカー、オルッソン、及びシンプソン、による“エルビウムドープドファイバーアンプリファイヤー、ファンダメンタルズ・アンド・テクノロジー(Erbium−Doped Fiber Amplifiers, Fundamentals and Technology”アカデミック出版、1999年 ISBN0−12−084590−3)
【非特許文献2】
ホッドジンスキ他、“CWA49オブテクニカルダイジェスト・オブ・クレオ”(CWA49 of Technical Digest of CLEO)‘2001,2001年5月6日〜11日,ボルティモア,メリーランド州、米国
【非特許文献3】
バレイ他、“CWA51オブテクニカルダイジェスト・オブ・クレオ”(CWA51 of Technical Digest of CLEO)‘2001,2001年5月6日〜11日, ボルティモア、メリーランド州、米国
【非特許文献4】
ソダーランド、 “IEEEフォトニックテクノロジーレター”(IEEE Photonics Technology Letters), Vol.13,No.1,2001年1月、P.22〜24
【非特許文献5】
ブロング他、“ピュア・アンド・アプライド・オプティックス”(Pure and Applied Optics)P.477〜482、1999年
【非特許文献6】
ナイト他、J.Opt.Soc.Am.A,Vol.15,No.3,P.748〜752,1998年”
【非特許文献7】
モンロー他、“オプティクスレター”(Optics Letters) Vol.25(4)、P.206〜8,2000年2月
【非特許文献8】
W.J.ワーズワース他 “IEEエレクトロニクスレター”(IEE Electronics Letters)Vol.36、P.1452〜1453、2000年
【非特許文献9】
W.J.ワーズワース他,“CWC1オブテクニカルダイジェスト・オブ・クレオ”(CWC1 of Technical Digest of CLEO)‘2001,2001年、5月6〜11日 ボルティモア、メリーランド州、米国
【非特許文献10】
ドヤ、レグランド、及びモルテッサーニュ “オプティクス・レター”(Optics Leters) Vol.26, No.12,2001年6月15日、P.872〜874
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0029】
本発明の目的は、内側クラッド領域のモードに高NAを提供することができる超小型構造の外側クラッド領域の最適な設計によって、クラッドポンプ光ファイバーへの結合が改良された、新しいクラスの光導波路を提供することにある。
【0030】
本発明のもう1つの目的は、超小型構造の内側クラッド領域を最適な設計とすることによって、クラッドポンプ光ファイバーの効率が改良された、新しいクラスの光導波路を提供することにある。これによって、有効な屈折率と、所定の空間ポンプ配分に関し、より柔軟性を有する動的な設計が可能となる。
【0031】
本発明のさらにもう1つの目的は、光バンドギャップ効果のモード伝播特性と超小型構造内側クラッドとを組み合わせることによって、高出力の増幅とレージングが可能な、新しい、改良されたクラッドポンプ装置を提供することにある。
【0032】
本発明のさらにもう1つの目的は、超小型構造光ファイバーの正確な空間モード制御の実行可能性と、マルチモードポンピング特性とを組み合わせることによって、アクティブな媒体、例えば、希土類ドープ材を好適に備える、改良されたファイバーのレーザと増幅器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0033】
本発明者は、様々なモードの内側クラッドを適用可能な、高NAファイバー構造を有するクラッドポンプファイバー増幅器及びレーザを実現するには、隣接する低屈折率部の間の比較的狭い領域で、低屈折率のクラッド部を使用する必要があること認識した。また本発明者は、上記の領域の幅と内側のクラッドモードの光は、兆あとの間に重要な関係があることを発見した。
【0034】
本発明によるファイバーで得ることができる高NAファイバーは、レーザ源から、ファイバーへの光を効率よく結合できるという利点を有する。高NAは、さらに、内側クラッドにおけるクラッドモードからコアモードへ効率よく移ることができるという利点を有する。
【0035】
本発明の第1の局面によると、光ファイバーを備え、光ファイバーは、第1の外側クラッド領域に包囲された1本以上のコアを有し、第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域によって包囲されており、第1の外側クラッド領域の断面は、第1の外側クラッド部を包囲するいかなる材料よりも屈折率が小さい多数の第1の外側クラッド部を有し、複数の前記第1の外側クラッド部に関し、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μm未満、もしくは、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さいことを特徴とする。
【0036】
ここで、コアは、外側クラッドによって包囲されてもよく、外側クラッドは、第1と第2の外側クラッド領域を備え、第1の外側クラッド領域は、コアと第2の外側クラッド領域の間に配置される。
【0037】
本発明では、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部は、2つの最も近い位置で隣接するクラッド部の外側境界線の間の最短距離を意味するものである。
【0038】
所定の長さのファイバーを見たときに、ファイバーの断面寸法は、ファイバーの長さに沿って変化してもよい。よって、本発明は、ファイバーの長さに沿った1つ以上の断面積が、ここで説明する1つ以上の実施の形態によって示す断面積であるファイバーを有する物品を含む。ここで、1つ以上の断面積とは、ファイバーの端面を表す。また、1つ以上の断面積がファイバーの長さに沿った最も大きい断面積を表す場合も、好ましい実施形態に含まれる。
【0039】
本発明の好ましい実施形態によると、ファイバーの断面積は、ファイバーの長さに沿って15%以下、もしくは10%以下の範囲で変化する。
【0040】
本発明の好ましい実施形態によると、第1の外側クラッド領域の断面の内径もしくは内側断面寸法は、15μm以上である。第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法は、20μm以上でもよい。好ましくは、第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法は、80〜125μmの範囲内、もしくは125〜350μmの範囲内である。
【0041】
本発明の実施形態によると、ファイバーは、多数のコアを備えており、前記多数のコアは、それぞれ、対応する第1の外側クラッド領域に包囲されており、前記コアと第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域によって包囲されており、第1の外側クラッド領域の断面は、それぞれ、第1の外側クラッド部を包囲するいかなる材料より屈折率が小さい第1の外側クラッド部を多数有し、前記第1の外側クラッド領域のそれぞれの、複数の第1の外側クラッド部においては、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μm未満もしくは使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さいことを特徴とする。
【0042】
本発明の第2の局面によると、光ファイバーを備え、光ファイバーは、多数のコアを備え、前記多数のコアのうち複数が、それぞれ対応する第1の外側クラッド領域によって包囲され、コア及び第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域に包囲され、第1の外側クラッド領域のそれぞれの断面は、第1の外側クラッド部を包囲するいかなる材料より屈折率が小さい第1の外側クラッド部を複数備え、前記第1の外側クラッド領域それぞれにおける複数の第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離は、1.0μm未満であるか、または使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする。
【0043】
さらに詳しい局面によると、本発明は、1つ以上の所定の波長の光を誘導するための光ファイバーを提供するものであり、光ファイバーは、長手の寸法と、それに垂直な断面とを有し、光ファイバーは以下を備えている。
(a)1つ以上のコア領域。
(b)クラッド領域。前記クラッド領域は、以下を備える。
外側クラッド。前記外側クラッドは、以下を備えている。
(i)第1の外側クラッド領域。この第1の外側クラッド領域は、第1の外側クラッド背景材料と複数の第1の外側クラッド部とを備え、前記第1の外側クラッド部は、前記第1の外側クラッド背景材料より屈折率が小さく、前記1つ以上のコア領域を包囲している。
(ii)1つ以上のさらに外側のクラッド領域。この1つ以上のさらに外側のクラッド領域は、それぞれ、さらに外側のクラッド背景材料を有し、前記第1の外側クラッド領域を包囲している。
さらに、複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の最短距離は、1つ以上の所定の波長を有する前記光の波長より短く、よって、高NAを有する光ファイバーを得ることができることを特徴とする。
【0044】
本発明のもう1つの局面は、1つ以上の所定の波長の光を誘導するための光ファイバーの製造方法を提供するものであり、その方法は以下を含む。
(a)母材を準備する工程。前記母材は以下を含む。
(i)光ファイバーのコア領域を提供する1つ以上の中心母材要素。前記中心母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した1つ以上の要素を備えている。
(ii)光ファイバーの内側クラッド領域を提供するための、複数の内側クラッド母材要素。前記内側クラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した1つ以上の要素を備えている。
(iii)光ファイバーの第1の外側クラッド領域を提供するための、複数の第1の外側クラッド母材要素。前記第1の外側クラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した複数の要素を備えている。
(iv)任意で、光ファイバーの、一つ以上のさらに外側のクラッド領域を提供するため、複数のさらに外側のクラッド母材要素。前記さらに外側のクラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した複数の要素を備えている。
(v)光ファイバーの外径を提供するためのオーバークラッド母材要素。前記オーバークラッド母材要素は、管形状の要素を備えている。
(b)前記母材をファイバー内に引き入れる工程。
さらに、前記第1の外側クラッド母材要素は、光ファイバーの二つの隣接する第1の外側クラッド要素間の最短距離が、光ファイバーにおいて伝達される一つ以上の所定の波長を有する前記光の波長より小さくなるように配置されている。
【0045】
好ましい実施形態は、クレームに開示されているが、次にさらに説明する。
【0046】
それぞれが対応する第1の外側クラッド領域に包囲された多数のコアのうちの複数を有する本発明の実施形態において、好ましくは、前記多数のコアが、それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている。また、好ましくは、それぞれ対応する第1の外側クラッド領域によって包囲されている複数のコアの少なくとも一部が、2つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されている。ここで、第1の外側クラッド領域によって包囲されている複数のコアは、すべて、2つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が、多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されている。
【0047】
それぞれが対応する第1の外側クラッド領域に包囲されている多数のコアのうちの複数を有する本発明の好ましい実施形態において、好ましくは、すべてもしくは多数の第1の外側クラッド領域の断面が、5〜100μmの内径、もしくは内側断面寸法を有する。ここで、多数もしくはすべての第1の外側クラッド領域の断面が、30〜60μmの内径もしくは内側断面寸法を有する。また、それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている複数のコアが、20本以上、例えば100本以上、例えば1000本以上、また例えば3000本以上のコアを有する。
【0048】
本発明の実施形態によると、第2の外側クラッド領域が、外側クラッドの一部であり、さらに、第3と第4の外側クラッド領域を有すると共に、第3の外側クラッド領域が、第2と第4の外側クラッド領域の間に配置されており、第3の外側クラッド領域の断面が、第3の外側クラッド領域を包囲するいかなる材料より小さい屈折率の多数の第3の外側クラッド部を備え、複数の前記第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第3の外側クラッド領域の間の最短距離は、1.0μm未満であるか、もしくは、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さい。
【0049】
複数の前記第1または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離が1.0μm未満である場合、好ましい実施形態によると、複数の前記第1または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.8μmより小さい。ここで、最短距離は、0.5μm未満、例えば、0.4μm未満、0.3μm未満、または0.2μm未満でもよい。
【0050】
複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さい場合、好ましくは、複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、ファイバーを通して誘導される光の最短光波長より小さい。
【0051】
また、複数の前記第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第3の外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さく、また、好ましくは、複数の前記第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第3の外側クラッド部が、ファイバーを通して誘導される光の最短光波長より小さい。
【0052】
本発明の好ましい実施形態によると、単数または複数のコアの断面寸法は、25μmより大きい。ここで、断面寸法は、例えば50μmより大きく、例えば75μmより大きい。あるいは、100μmより大きい値でもよく、それにより、ファイバーがコア内においてマルチプルモードで光を誘導することができるようになる。
【0053】
さらに、本発明の好ましい実施形態によると、1本以上のコアが、包囲されているコアの実効屈折率より小さい実効屈折率を有する内側クラッド領域によって包囲されており、前記内側クラッド領域は内側クラッドの一部である。ここで、それぞれの内側クラッド領域は、対応する第1の外側クラッド領域によって包囲されていてもよい。また、好ましくは、単数または複数のコアは、単数または複数の内側クラッド領域により接触して包囲されている。
【0054】
好ましくは、1つ以上の第1の外側クラッド領域において、第1の外側クラッド部が、第1の外側クラッド領域のうち、比較的大きい面積を占める。よって、第1の外側クラッド部は、1つ以上の第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占めてもよい。第1の外側クラッド領域すべてにおいて、好ましくは、第1の外側クラッド部が第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占める。
【0055】
また、好ましい実施形態によると、第1の外側クラッド部は、単数または複数の第1の外側クラッド領域の断面積の50%以上、例えば、60%以上、または70%以上を占めていてもよい。また、本発明の実施形態によると、第3の外側クラッド部は、第3の外側クラッドの45%以上を占めていてもよい。ここで、第3の外側クラッド部は、第3の外側クラッドの断面積の50%以上、例えば、60%以上、または70%以上を占めていてもよい。
【0056】
また、本発明者は、超小型構造クラッド領域を適用することで、マルチモードポンプ導波路に関し、より柔軟性のある設計とモード制御が可能となり、さらに、1本もしくは数本の長手の要素を内側クラッド領域の中に正確に戴置できることにより、ポンプ力を、ファイバー増幅器またはレーザに沿って最適に配分することが可能となることを認識した。
【0057】
よって、本発明の実施形態によると、内側クラッド、もしくは1つ以上の内側クラッド領域の断面は、単一の内側クラッド部を備えていてもよい。あるいは、内側クラッドもしくは1つ以上の内側クラッド領域の断面には、2つ以上の内側クラッド部を備えてもよく、好ましくは、内側クラッドもしくは一つ以上の内側クラッド領域の断面には、10個未満の内側クラッド部を備える。内側クラッド部は、非周期的に配置してもよい。
【0058】
本発明の実施形態によると、光ファイバーは、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲された2本以上のコアを備えている。ここで、光ファイバーは、例えば7本以上、例えば、19本以上、または37本以上のコアを、共通の第1の外側クラッド領域で包囲したものでもよい。また、あるいは、光ファイバーは、略環状に配置した複数のコアを備え、前記複数のコアを共通の第1の外側クラッド領域によって包囲してもよい。
【0059】
好ましくは、複数の略環状に配置したコアを内側クラッドの内部に配置して、内側クラッドの大部分を略環状に配置したコアで包囲し、前記内側クラッドの実効屈折率が前記略環状に配置したコアそれぞれの実効屈折率より小さくなるように構成する。
【0060】
2本以上のコアが共通の第1の外側クラッド領域によって包囲されたファイバーにおいて、一組の2本の最も近い位置で隣接するコアの間の距離が、別の一組の2本の最も近い位置で隣接するコアの間の距離とほぼ等しい。好ましくは、共通の第1の外側クラッド領域に包囲された前記コアが、それぞれ、包囲されているコアより実効屈折率が小さい内側クラッド領域によって包囲されており、前記内側クラッド領域が、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲された内側クラッドの一部である。
【0061】
また、内側クラッドの断面は、多数の内側クラッド部、例えば、2個以上の内側クラッド部、または10個以上の内側クラッド部を備えていてもよい。好ましくは、内側クラッド部の少なくとも一部が、 前記コアのうちの1本を囲む内側クラッド領域において、前記内側クラッド領域がいくつかの内側クラッド部を備えている。また、好ましくは、内側クラッド領域の内側クラッド部を周期的に配置する。
【0062】
また、本発明の実施形態によると、光ファイバーは、前記内側クラッド内で二次元に周期的に配分された多数の内側クラッド部を有する内側クラッドによって包囲されたコアを備え、前記内側クラッドは、第1の外側クラッド領域によって包囲されている。好ましくは、コアは、コア部を包囲しているコア材料より屈折率が小さいコア部を備えている。好ましくは、内側クラッド部の周期的配置は、内側クラッドの中心から半径方向に4または5周期以上である。
【0063】
第1または第3の外側クラッド部は、周期的または非周期的に配置することができる。しかし、第1または第3の外側クラッド部は、非円形対称に配置するのが好ましい。また、本発明の実施形態によると、第1の外側クラッド領域の断面図は、ほぼ六角形である。
【0064】
第1の外側クラッド部の寸法は、ほぼ等しいが、本発明の実施形態では、異なる寸法の第1の外側クラッド部が存在する。
【0065】
好ましくは、第1または第3の外側クラッド部、または内側クラッド部が間隙であり、また、好ましくは、第1または第3の外側クラッド部または内側クラッド部には、真空、空気、気体、液体、重合体、またはそれらの組み合わせが充填されている。よって、本発明の実施形態によると、第1または第3のクラッド部は、空気を充填した間隙でもよい。
【0066】
内側クラッドまたは内側クラッド領域によって包囲されたコアを有する内側クラッドを有する実施形態において、好ましくは、コアの断面寸法は、10μm未満である。これにより、ファイバーがシングルモードのコアに光を誘導できるようになる。好ましくは、コアは、Ge(ゲルマニウム),Al(アルミニウム),P(リン),Sn(スズ)及びB(ホウ素)からなる群中の少なくとも一部材を含む。
【0067】
しかし、本発明の実施形態では、コアは、Er(エルビウム),Yb(イッテルビウム),Nd(ネオジム),La(ランタン),Ho(ホルミウム),Dy(ジスプロシウム)及び/またはTm(ツリウム)などの希土類のうちの1種類以上を含む。
【0068】
本発明の実施形態によると、ファイバーは、少なくともファイバー長の一部に沿って、長周期格子またはファイバーブラッグ格子を設けてもよい。
【0069】
異なる材料を使って本発明のファイバーを製造することも可能であることは理解できよう。ファイバーは、シリカ、カルコゲン、または他のタイプのガラスである背景材料を含んでいてもよい。また、本発明では、ファイバーは、重合体である背景材料を含んでいてもよい。
【0070】
本発明者は、超小型構造光ファイバーの柔軟な設計を、いかにしてポンプ光源(例えば半導体レーザアレイ)の結合効率を上げるために使用できるか、そして、いかにして、そのような設計を、超小型構造要素の詳細制御を確実に行うことができる母材製造技術を使って容易に製造できるかを認識した。
【0071】
本発明によって解決すべき基本的な問題の1つは、ファイバーレーザ及び増幅器において、内側クラッド内の超小型構造要素の最適な組み合わせと、クラッドポンプファイバーにおける外側クラッドの超小型構造を介した信号及びポンプモードのモード制御の改善によって、よりよい横方向及び長手方向へのポンプ力の配分を得ることである。
【0072】
よって、本内側クラッドを含む発明の実施形態によると、本発明の物品は、クラッドポンプファイバーレーザ、もしくは増幅器である。ここで、物品は、ポンプ放射源と1本の前記光ファイバーを備えたクラッドポンプファイバーレーザ、もしくは増幅器でもよい。よって、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間が、最短光波長より小さく、最短光波長は、前記ポンプ放射源の波長によって決定することができる。
【0073】
本発明の実施形態によると、光ファイバーの断面は、ファイバーの全長に渡り、内側クラッド領域が非均一形状である。
【0074】
本発明の実施形態によると、第1または第3の外側クラッド部は、周期的に配分されている。これにより、ファイバーはクラッドモードをコアまたは内側クラッド領域に閉じ込めることができる光バンドギャップ効果を発揮する。
【0075】
内側クラッドを有するファイバーにおいて、内側クラッド領域は、コアで生成された光のリザーバとして作用することができることは理解できよう。本発明によると、内側クラッドを有するファイバーにおいて、光ファイバーは、高出力広帯域増幅用に2本以上のコアを備えていてもよい。内側クラッドを有する本発明の光ファイバーは、両方向に光をポンピングするものでもよい。
【0076】
内側クラッド部を有するファイバーにおいて、ファイバーコア材料は、内側クラッド領域の背景材料と同じでもよい。
【0077】
また本発明の実施形態によると、前記第1の外側クラッド部の大部分、または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部間の最短距離は、1.0μm未満である。ここで、前記第1の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.8μm未満、例えば、0.5μm未満、例えば0.4μm未満、例えば0.3μm未満、または0.2μm未満でもよい。
【0078】
さらに、本発明の実施形態によると、前記第1の外側クラッド部の大部分もしくは全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さい。ここで、光波長は、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長であってもよい。
【0079】
同様に、本発明の実施形態によると、前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、1.0μm未満である。ここで、前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置に隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.8μm未満でもよく、例えば、0.5μm未満、0.4μm未満、0.3μm未満、または0.2μm未満でもよい。
【0080】
さらに、本発明の実施形態によると、前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置に隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さい。ここで、光波長は、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長でもよい。
【0081】
本発明の好ましい実施形態によると、外側クラッドの実効屈折率は、コア、もしくは、すべてのコアの実効屈折率より小さいことが理解できよう。また、好ましくは、外側クラッドの実効屈折率は、内側クラッドまたは内側クラッド領域の実効屈折率より小さい。ここで、内側クラッドまたは内側クラッド領域の実効屈折率は、コアまたはすべてのコアの実効屈折率より小さくなければならない。
【0082】
本発明の実施形態によると、第2の外側クラッド領域は、均質材料から形成することができる。
【0083】
さらに、本発明の実施形態によると、第1の外側クラッド部において、最大断面寸法は、10μm以下である。ここで、第1の外側クラッド部の最大断面寸法は、3μm以下でもよい。
【0084】
本発明によるファイバーにおいて、内側クラッドが背景材料と複数のクラッド部を有し、前記クラッド部の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より大きいか、または小さい。ここで、内側クラッド部は2次元内で、略周期的に配置してもよく、または内側クラッド部は半径方向に周期的に配置してもよい。
【0085】
内側クラッド部の屈折率は、背景材料の屈折率より小さく、内側クラッド部は間隙でもよい。内側クラッド部には、空気、気体、液体または重合体、あるいはそれらの組み合わせを充填してもよい。内側クラッド部の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より小さく、内側クラッド部の断面径もしくは寸法は、隣接する内側クラッド部の中心間の間隔の0.3〜0.6倍、もしくは0.3〜0.5倍でもよい。
【0086】
隣接する内側クラッド部の間の中心間の間隔は、中心間の間隔の平均でもよい。また、中心間の間隔は5μmより大きくてもよく、例えば、8〜12μm、または、約10μmでもよい。
【0087】
さらに、本発明の一つ以上の実施形態によると、コアは、屈折率を、内側クラッドの背景材料の屈折率より上げ下げするためのドーパントを1種類以上含んでいる。内側クラッドの外径は、60〜400μmの範囲内、または200〜400μmの範囲内でもよい。
【0088】
さらに、本発明の実施形態によると、光ファイバーは、第1の端部と第2の端部を有する長手の形状であり、第1の端部の第1の外側クラッド部の断面積は、第2の端部の第1の外側クラッド部のどの部分の断面積より大きい。第2の端部には、第1の外側クラッド部を設けなくてもよく、あるいは、第1の外側クラッド部を、第2の端部において完全に潰して形成してもよい。
【0089】
同様に、本発明の実施形態によると、光ファイバーは、第1の端部と第2の端部を有する長手の形状であり、第1の端部における第3の外側クラッド部の断面積は、第2の端部における第3の外側クラッド部の断面積より大きい。また、第2の端部には、第3の外側クラッド部を設けなくてもよく、あるいは、第3の外側クラッド部を、第2の端部において、完全に潰して形成してもよい。
【0090】
本発明によると、第1の外側クラッド部は、ファイバーの軸方向に延在する長手の形状とすることができる。同様に、第3の外側クラッド部も、ファイバーの軸方向に延在する長手の形状とすることができ、内側クラッド部も、ファイバーの軸方向に延在する長手の形状とすることができる。
【0091】
本発明の実施形態によると、内側クラッドを有するファイバーにおいて、第1の外側クラッド部を包囲する背景材料、または、隣接する第1の外側クラッド部の間の領域を充填するブリッジ材料の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より小さい。
【0092】
また、本発明によると、本発明の1つ、またはそれ以上の実施形態において、物品は内視鏡である。
【0093】
上記の一般的な説明と、下記に示す詳しい説明は、共に、本発明の例示を目的としたものに過ぎず、主張する本発明の本質と特徴を理解するための概要及び骨組を提供することを目的とするものである。添付の図面は、本発明の理解を深めるためのものであり、本発明の一部に組み込まれると共に、一部を構成するものである。
【0094】
本発明は、ここで説明する例に限られるものではない。図面は、本発明の様々な形態と実施例を示しており、説明と共に本発明の原理と作用を説くものである。特に記載してある場合、図面は、従来の技術を説明するために使用する。
【0095】
「光ファイバーを備えた物品」という語は、広い意味で捉えられるべき語である。例えば、ファイバー被覆で覆われた光ファイバーなどのような光ファイバー自体、例えばケーブルの中に光ファイバーを備えた光ファイバー製品、光ファイバーを光学部品として備えた光ファイバー製品、または光ファイバーを備えた光通信システムまたはその部品などを示す。
【0096】
超小型構造において、直接測定可能な量とは、超小型構造の全体積に対する超小型構造に配設された部分の体積である、いわゆる「充填率」を示す。ファイバーの軸方向に変化のないファイバーにおいて、充填率は、ファイバー断面を直接検査して決定することができる。
【0097】
本明細書において、「屈折率」「幾何学的屈折率」及び「実効屈折率」を区別している。屈折率は、均質材料における従来の屈折率である。構造体の幾何学的屈折率は、構造体の幾何学的に重みをつけた屈折率である。例として、40%の空気(屈折率=1.0)及び60%のシリカ(屈折率≒1.45)を含む構造体の幾何学的屈折率は、0.4´1.0+0.6´1.45=1.27となる。
【0098】
所定の波長の、所定の超小型構造の実効屈折率を決定する手順は、当業者にとっては周知の技術である(例えばジョアンノプロス他、“フォトニック・クリスタル”(Photonic Crystals)プリンストン大学出版1995年及びブロング他“オプティカル・ファイバ・テクノロジー”(Optical Fiber Technology) Vol.5,P.305−330,1999年)。
【0099】
通常、超小型構造の実効屈折率を正確に判定するためには、フルベクトル形のマックスウェル方程式を解くことができる数値的方法が必要である。本発明は、資料として十分な証拠書類があるそれらの方法(前述のジョアンノプロス文献参照)プリンストン大学出版1995年参照)を使用する。長波長領域では、実効屈折率は、材料の構成要素の屈折率の重みつき平均とほぼ等しい。すなわち、実効屈折率は、この波長領域では幾何学的屈折率に近い。通常、均質媒体においては、実効屈折率は、屈折率と等しい。
【発明を実施するための最良の形態】
【0100】
本発明を例に基づいて説明する。しかし本発明は、本発明の基となる概念や設計の構想を示すことのみを目的としたこれらの例に限定されるものではない。
【0101】
図1は、従来の技術で周知の典型的な二重クラッドファイバーの例を示す。このタイプのファイバーは、クラッドポンプファイバー増幅器及びレーザに広く使用される。ファイバーは、コア領域10と二つのクラッド領域を有することを特徴とする内側クラッド領域11と外側クラッド領域12である。
【0102】
一般的に、コア領域の屈折率は、内側クラッド領域の屈折率より大きく、それによって、コアは、従来のシングルモードの光ファイバーのコアとして作用することができ、内側クラッド領域の屈折率は、外側クラッド領域の屈折率より大きい。よって、多数のクラッドモードを内側クラッド内に誘導することができる。
【0103】
クラッドポンプ増幅器またはレーザ装置としてのファイバーの原理は、単に、ポンプ光をポンプレーザからコアに伝送するための手段としてクラッドモードを使用し、ファイバー内のアクティブな材料のポンピングを促進するということである。高出力レーザは、一般的にマルチモードであり、コア内のモードへ直接というより、二重クラッドファイバーのクラッドモードへ、より効率よく結合される。
【0104】
光エネルギーが、ファイバーの長さに沿ってクラッドモードからコアモードへ伝送されることにより、ポンプレーザ光のファイバーコアとの直接結合と比較して、全体的により効率のよいポンピングを実現できる。本発明の背景技術に関する個所において、このタイプのファイバー装置に関する多数の参考文献が紹介されている(特許文献6参照)。
【0105】
エネルギーのクラッドモードからコアモードへの伝送を改善するため、非円形の内側クラッド領域が用いられることが多い。図2は、コア領域20を囲む略矩形の内側クラッド領域21を有する従来の技術の二重クラッドファイバーの例を示す。
【0106】
図1に示すファイバーとは異なり、外側クラッド領域22は、屈折率が内側クラッド領域より低い。非円形対称形状の内側クラッド領域を使用する利点については、発明の背景において説明した。さらに、内側クラッド領域の形状及び内側クラッド部に応力印加特性を組み込むことにより、偏波保持(米国特許第5,949,941号参照)する際などに、二重クラッドファイバーの複屈折を実現することができる。図3は、非円形の内側クラッド31を有する従来の技術のもう1つの例である。
【0107】
クラッドポンプファイバーとファイバー装置を最適化する場合、第1の重要な点は、内側クラッド領域とその外側の包囲部分との間の屈折率の対比を大きくしなければならないという点である。ポンプレーザからクラッドモードまでを有効に結合できるような内側クラッドの高開口数NAを実現するために重要なことである。
【0108】
一般的に、ポンプレーザ、例えば、マルチモード固体レーザの開口数は、0.2よりかなり大きい。よって、ポンプ波長で開口数が0.2より大きい内側クラッド領域を有するファイバー設計を実現するのが望ましい。2番目に、空間的寸法及び形状において、クラッドモードのフィールド配分をポンプファイバーモードと一致させることが重要である。第3に、ファイバーがクラッドモードからコアへ、効率よくエネルギーを伝達できることが重要である。
【0109】
従来の技術の一例である、内側クラッド41の潜在的NAが大きい二重クラッドファイバーを、図4に示す。このファイバーは、外側クラッドが二つの領域に分割されていることを特徴とする、いわゆるエアクラッドファイバーである。第1の外側クラッド領域は、多数の低屈折率部(一般的に空気穴)42と、第1の外側クラッド領域を包囲し、主にファイバーの機械的支持と安定性を提供するオーバークラッド層として作用する第2の外側クラッド領域43を備えている。
【0110】
従来の技術に、このタイプのエアクラッドファイバーがある(例えば特許文献4)。これには、空気孔を使用することにより、第1の外側クラッド領域の実効屈折率を小さくすることができるという利点を有すると指摘している。この特許文献では、実効屈折率は、空気充填率によって決まり、ファイバーを改善するには、空気充填率をできるだけ多くしなければならないとしている。
【0111】
好ましい実施形態では、このファイバーは、50%以上の空気充填率であり、さらに好ましい実施形態では、エアクラッド層(“ウェブ”とよぶ)の中の空気が75%以上である。通常、超小型構造の実効屈折率は、空気充填率(または低屈折率部の割合)を上げることによって小さくなることは知られており、これによって、この特許文献で提案されているファイバーを直接的に改善し、その空気充填率を上げることができる(空気充填率を上げることと同様に、この特許文献では、エアクラッド領域の高屈折率材料(一般的には、シリカが“ウェブ”の背景材料である)の量を減らさなければならない。好ましくは50%未満、もしくはさらに25%未満)と述べている。
【0112】
エアクラッドファイバーのNAの詳しい理論的分析によって、エアクラッドファイバーの改良に関し、上記特許文献で提案されている理論は、あまりに単純すぎ、空気充填率にのみ焦点を当てているということが判明した。実際、場合によっては、空気充填率が大きいということが、クラッドポンプファイバーにとって利点とならないということが判明した。
【0113】
一方、驚いたことに、第1の外側クラッド領域の高屈折率材料の幅が、エアクラッドファイバーを最適化するための重要なパラメータであり、このパラメータは、光ファイバーを通して誘導される光の光波長に対して調整することができるということが判明した。エアクラッドファイバーの断面を見ると、問題のパラメータがエアクラッド層に含まれる“ウェブ”の糸の太さである。
【0114】
さらに詳しくは、bで示すパラメータは、図5に2つの異なるエアクラッドファイバーとして示すように“第1の外側クラッド領域の高屈折率材料の最小幅”である。図5a及び5bでは、両ファイバーとも、コア領域52、内側クラッド領域53、それぞれ低屈折率部50及び51を有する第1の外側クラッド領域、及び第2の外側クラッド領域54を有する。パラメータbは、2つの隣接する低屈折率部の縁部間の最短距離である、両低屈折率部間の距離も示している。
【0115】
例えば図5aに示すように、低屈折率部が周期的に配分された第1の外側クラッドの場合、bは独立しており、2つの低屈折率部を利用して、bを形成していることは明らかである。一方、非周期的な低屈折率部の場合、もしくは、製造時にしばしば起きうる構造的な変動を有するエアクラッド構造においては、図5bに示すように、bは、第1の外側クラッド内では、均等ではない。後者の場合、本発明では、典型的代表的値b、複数の可能な値b、大多数を占めるb、またはすべてのbに関する。
【0116】
エアクラッドファイバーを分析するための理論的ツールは、広くテストされ、資料として十分な証拠書類があるフルベクトル数値演算プログラムである(例えばジョンソン他 “オプティックス・エクスプレス 8”(Optics Express 8) No.3、P.173−190(2001年))。
【0117】
本発明者の発見を理解するため、図6は、図5aに略図で示す設計を有するエアクラッドファイバー用のクラッドモードに関するNAを示す。ファイバーは約45%の第1の外側クラッド領域において適度な空気充填率を有する(よって、特許文献 4に示すエアクラッドファイバーの好ましい実施形態より低い)。
【0118】
図6を見ると、パラメータbを0.6μm以下に調整することによって、約0.8μmから2.0μmより大きい波長の範囲λにわたって、0.2を超えるNAを実現することができる。一般的に、エルビウムドープファイバー増幅器及びレーザに好ましいポンプ波長は、約0.98μm及び約1.48μmである。例えばYbのような他の希土類ドーパントを有するファイバー増幅器及びレーザにおいて、好ましいポンピング波長は、約1.06μmである。
【0119】
図6から、bの寸法が0.6μmより大きいと、空気充填率が約45%に限られているときに有利ではない。よって、空気充填率だけでは、クラッドファイバーの開口数NAを大きくして、最適化する際に調整するパラメータとして十分とはいえない。
【0120】
図6に示すものと類似してはいるが、第1の外側クラッドの空気充填率が、約58%と大きいエアクラッドファイバーを見ると、パラメータbはNAを最適化する際に重要な役割を果たすことがわかる(図7参照)。約0.98μmから2.0μmまでの重要な波長範囲において、NAを0.2より大きくするには、パラメータbは0.8μmより小さくなければならない。
【0121】
前述のように、空気充填率が大きいからといって、必ずしもNAが高いわけではない。図7からわかるように、NAが0.2未満である場合、bは、光波長の0.8倍より大きくなる。一方、bが光波長の0.2倍より小さい場合には、同じ空気充填率で0.5を上回る非常に高いNAとなる場合もある(本発明においては、自由空間光波長のみについて言及する)。また、bが光波長の0.4倍より小さい場合には、NAは、0.3より高くなる。
【0122】
図6及び図7では、2つの異なる空気充填率のみについて説明しているが、0.2以上のNAを得るには、bがファイバーを通して誘導される光の光波長より大きくてはならない。よって、約0.98μmポンピングする場合、bは、1.0μm未満でなければならない。
【0123】
上記の技術(特許文献4)の教義によれば、パラメータbはエアクラッドファイバーのNAに関して、そのような重要な役割を果たすなどということは驚きに値すると思われる。その教義に続き、空気充填率が異なるが、bパラメータの値が類似している2本のファイバーに対して実際に同じNAが実現できるということは、さらなる驚きである。
【0124】
しかし、図8からわかるように、これは本発明者が発見したことである。図は、空気充填率が約58%で、bが0.2μm(最も上に示す曲線)のファイバーのNAを示している。さらに、この図は、b値が同様の0.3μmではあるが、空気充填率が約45%及び約58%(それぞれd/Λ=0.7、及びd/Λ=0.8で示す曲線)と異なる2本のファイバーのNAを比較している。
【0125】
これらの2本の曲線から、空気充填率が異なるにもかかわらず、2本のファイバーのNAは、0.8μmから2.0μmという広い波長範囲でほとんど同じである。この結果は、さらに、エアクラッドファイバーのNAに関するbパラメータの重要性と、ファイバーを最適化するのに空気充填率のみに焦点を当てることがいかに単純な考えであるかを示している。NAがb=0.3μmのファイバーにおいて、たまたま一致したのではないことを示すため、図8は、さらにb=0.4μmのファイバーの場合も示している。
【0126】
図6から図8に示すように、ファイバーのNAは、短い波長では低くなる。この減少は、光波長に対してブリッジ幅がより大きいということに関連する。ブリッジ材料は、内側クラッド領域の背景材料より屈折率が小さいという、もう一つの利点があることが判明した。これにより、所定の好ましいNAを有するファイバーにおいては、ブリッジ幅を増加させることができるか、あるいは、所定の好ましいブリッジ幅においては、より高いNAを得ることができるようになる。
【0127】
これらの局面によって、所定のNAに対してブリッジ幅を増加させることができるため、本出願において、後述するように、ファイバーの機械的頑強性や、例えば、切断や接合などのような処理おいては有利である。よって、好ましい実施形態では、エアクラッド層は、内側クラッド領域の背景材料の屈折率より、少なくとも0.5%低い背景材料の中に戴置された低屈折率部を備えている。
【0128】
好ましくは、屈折率の差は、1%より大きいか、もしくは、2%より大きい、あるいはそれより大きい。この差は、エアクラッド層の背景材料に対して、例えばFドープシリカを使用することによる、シリカドープ技術を使って、または、Geドープガラスを内側クラッド領域の背景材料に使って達成することができる。
【0129】
非シリカガラスのような他のタイプのガラスを使えば、屈折率の差をさらに大きくすることができる。よって、さらに好ましい実施形態では、前記の屈折率の差は、5%より大きい、もしくは10%より大きい。屈折率の差が約10%またはそれ以下の場合、一般的に達成できるブリッジ幅の増加は、NAが約0.5以上のファイバーにおいては、比較的小さい。よって、好ましい実施形態では、ブリッジ幅は、約0.5以上のNAのファイバーにおいては、約200nmから400nmの範囲である。
【0130】
エアクラッド領域に焦点を当てると、内側クラッド領域の超小型構造が、NAに影響することを知っておくことが重要であることは当然である。この点に関し、超小型構造低屈折率部が内側クラッド領域に多数存在すると、クラッドモードのNAが低下する。よって、従来の技術で提案されているような多数の大型内側クラッド部を有するファイバーの設計は、有利ではない(前記特許文献5参照)。このようなファイバーの例を図9に示す。
【0131】
しかし、内側クラッド領域の超小型構造の利点は、超小型構造は内側クラッドにおけるモードフィールドの分布を調整できるということと、クラッドモードをスクランブルし、コアモードとのオーバーラップを改善することができるということにある。クラッドポンプ用のエアクラッドファイバーを最適化するためには、ファイバーのNAを著しく低下させないため、内側クラッド部の数を比較的少なくする必要がある。
【0132】
さらに、好ましくは、これら内側クラッド部を非周期的に配置する。本発明によるこのようなファイバーの好ましい実施形態の例を図10に示す。ファイバーは、希土類ドープコア100と、背景材料102と非周期的に配置した少数、ここでは5個の低屈折率部101を有する内側クラッド領域を備える。内側クラッド領域の低屈折率部の寸法は、それぞれ異なる。内側クラッド領域を包囲するのは、外側クラッド領域103である。この外側クラッド領域は、単一の外側領域でもよく、あるいは、第1、第2、またはそれ以上の外側クラッド領域を備えていてもよい。
【0133】
もう1つの実施形態を図11に示す。内側クラッド領域111の形状は、第1の外側クラッド領域に低屈折率部112を非円形に配置した非円形状のものでもよい。このファイバーのコア110も示している。
【0134】
本発明による、光ファイバーの好ましい実施形態のもう一つの例を、図12に示す。ここでは、コア120は、第1の外側クラッド領域内で、異なる寸法の低屈折率部122、123を使用して形成された非円形外側形状を有する内側クラッド領域121によって包囲されている。
【0135】
図13は、本発明による光ファイバーの好ましい実施形態の他の例を示している。コア130は、背景材料131と、コアモードの導波に影響を及ぼすようにコア130に近接して位置させた少数のクラッド部132を備える内側クラッド領域によって包囲されている。このファイバーは、さらに、外側エアクラッド領域133を特徴としている。さらに図13には、本発明による光ファイバーの好ましい実施形態の例を含む、このタイプのファイバー設計の他の変形例も示している。コアが内側クラッドの背景材料と同じ材料から形成されていると共に、内側クラッド部により、コア内におけるシングルモードの誘導が確実に行われるように構成されている。
【0136】
さらに図13に関して述べなければならないことは、コアの周囲に低屈折率部が存在することにより、内側クラッドモードとコアの間の結合が阻止される場合があるため、孔のパターンを非円形対称として内側クラッドの外側部分からコアまでの間において、いくつかの“チャネル”を広げている点において有利である。これは、さらに、ファイバー内で強い複屈折を引き起こして偏波保持するために使用することができる。
【0137】
クラッドモードとコアモードの間の結合が短い波長に比較して、長い波長の方が弱いということを知っておくことは重要である。信号波長と比較して、短いポンプ波長をクラッドポンプファイバー増幅器及びレーザに使用することが多いので、コアに近い低屈折率部の存在が(長波長)信号光の導波を制御するためには有利となる。一方、この存在が(短波長)、クラッドモードからコア領域までのエネルギーの伝送にほとんど、もしくはまったく影響がなくてもよい。言い換えれば、その存在が、クラッドモードからコアモードへ有効な結合を可能とする。
【0138】
本発明による光ファイバーを製造するには、超小型構造ファイバーを製造するための周知の技術を採用することができる(例えば前記特許文献 4はじめ、他の文献)。この方法は、本発明による光ファイバーの実施形態を製造するように構成されている。この方法は、毛細管とロッドを積層して母材を形成し、これを従来の延伸タワーを使ってファイバーに延伸する。
【0139】
また、本発明は、母材の設計も含む。本発明による母材の例を、図14に示す。母材は、製品と成ったファイバーでコアとして作用する希土類ドープ中心要素144を含む。コア領域は、さらに多くのロッド、管、またはその組み合わせにより形成することもできる。コアは、多数のソリッドロッド(一般的にはドーピングしていないシリカ)142と、非周期的に配置した数本の管143に包囲されている。これらのロッドと管が、製品としてのファイバーの内側クラッド領域を形成する。
【0140】
母材は、さらに、内側クラッド領域における管と比較して、空気充填率が大きい毛細管141の領域を含んでいる。よって、壁の厚さが0.5bpreformと薄い管壁を得ることができる。ファイバーの延伸中は、母材の寸法が小さくなるので、最終製品のファイバーのbパラメータは、エアクラッド領域の管の管壁の厚さより小さい。これらの管は、第1の外側クラッド領域を形成するか、あるいは、製品としてのファイバーのエアクラッド領域を形成する。
【0141】
最終的にファイバーの母材は、製品としてのファイバーに希望の外径とファイバーの機械的頑強性とを付与する第2の外側クラッド領域として作用する大きいオーバークラッド管140を含む。
【0142】
本発明は、また、図15に略示する設計を有する母材を含む。このタイプの母材と、そこから延伸される光ファイバーは、レーザーダイオード片からクラッドポンプ光ファイバーに結合するために重要である。高出力レーザーダイオードに関し、高出力光ファイバー増幅器及びレーザ用として好ましいポンプ源は、一般的に、1μmから数百μmまでの寸法の区分から光を発射する。様々な形状に適合する光ファイバーは、毛細管150を積載してエアクラッド領域とロッド151,152を形成して、コア153を包囲する内側クラッド領域を形成する。
【0143】
さらに、エアガラス屈折率のコントラストによる高NAにより、大きく分散する速い軸を平行調整するためのレンズの助けを借りることなく、すべてのポンプ光を直接接合によって、ダイオードから誘導することができる。非円形管/ロッドから構築した母材も、利用可能である(要素154,155参照)。
【0144】
また、本発明は、ファイバーの外形が、光ファイバーの全長に渡って変化する光ファイバーも含む。例えば、図16に略図で示すように、光ファイバー160は、一端がその長さ方向の一部分を加熱することによって“円形化”されている。ファイバーは、このようにして、長方形配置部161などによって一端側で長方形状にし、円形配置部162を使って他端を円形にするなど、特定のモードプロファイルに調整することができる。
【0145】
これにより、光ファイバーは、入力側端部で特定のレーザ用として構成することができ、また、光ファイバーは、より対称的な出力光線を出射するように構成することができる。ファイバーは、同じ製造工程を使って延ばし、出力スポットサイズを縮小することもできる。
【0146】
図16に示すように、ファイバーは、内側クラッド材料と同じコア材料を含み、よって、コアと内側クラッドが1本の大型マルチモードコアとして作用するように構成してもよい。
【0147】
本発明による他の実施形態、例えば、同心環状超小型構造領域などのように、断面における様々な領域間で実効屈折率の差が大きい超小型構造光ファイバーを含んでいてもよい。よって、別の局面によると、本発明は、1つ以上の均質領域によって分離される2つ以上の超小型構造クラッド領域を有する。このようなファイバーの例を図17に示す。ここでは、2つの超小型構造領域が、低屈折率部170、171から形成されている。超小型構造領域は、それぞれbパラメータが1.0μm未満、例えば、0.5μm未満、または0.3μm未満であり、隣接する領域間の実効屈折率の差が大きい。2つの超小型構造領域を分離する均質領域は、符号172で示す。
【0148】
本発明は、エアクラッド層を有する光ファイバーで高開口数を実現する方法を開示している。高開口数は、クラッドポンプ光ファイバーレーザ及び増幅器だけに限らず、本発明は、高開口数を得るために狭いブリッジを利用した他の光ファイバーの用途も含む。例えば、本発明は、コア領域に希土類要素を含まないマルチモード光ファイバーだけでなく、コアがドーピング要素を一切含まない超小型構造光ファイバーも含む。本発明の好ましい実施形態に関する前述の例と比較すると、本発明によるマルチモード光ファイバーは、内側クラッドと同質のコアを有していてもよい。
【0149】
よって、本発明は、エアクラッド領域が、均質材料、例えば、純シリカからなる大型コアを包囲する狭いブリッジ領域を有する光ファイバーも含む。コアは、例えば、コアの領域において、放物線の屈折率プロファイルのような、特殊な屈折率プロファイルを実現できるドープシリカガラスを含むものでもよいことはもちろんである。
【0150】
高開口数のマルチモード光ファイバーの例を、図18に略図で示す。光ファイバーは、直径が10μmより大きく、例えば25μmより大きい大型コア領域180を有していてもよい。コア領域180は、空気孔181を備えたエアクラッド層で包囲されており、エアクラッド層の外側は、ファイバーに機械的頑強性を付与する均質のクラッド層182であってもよい。光ファイバーを高開口数、例えば、0.5より大きい、好ましくは0.7より大きい値とするには、空気穴181間のブリッジ幅は、1.0μm未満と狭くなければならず、好ましくは0.5μm未満がよい。
【0151】
上記のようなマルチモード光ファイバーは、例えば、高出力伝送に採用することができる。例として、マルチモードファイバーは、各種レーザ及びレーザ部品へのポンプ源の伝送媒体として使用することができる。一般的に、このような(受動)伝送光ファイバーにおいては、光ファイバーの両端が高NAであるか、もしくは入力側端部のNAが高く、出力側端部のNAが低い、またはその逆のように、光ファイバー端部一方のみにおいて高NAであると有利である。
【0152】
例えば、図19aで示すように、入力側端部190では、エアクラッド層191のブリッジ領域が狭く、NAが0.5より大きい値となっており、一方、出力側端部192では、標準ファイバーや、特殊なレーザ部品とモードが適合するように低く(例えば0.3未満)、エアクラッド層の穴が部分的または完全に潰してあるものがある。これは、ファイバーの全長、もしくはその一部に渡って行うことができ、また、ファイバーの出力側端部の端面で直接行うこともできる。
【0153】
このような、光ファイバーにおける両端間のNAの差は、図19bに示すようにドープコア領域195,197を備えたアクティブファイバーにも関連する。例えば、(通常は固体レーザ源からの)ポンプ光を効率よく結合できるように、入力側端部194のNAが高く設計されているクラッドポンプファイバーレーザがある。このようなファイバーレーザの出力側端部196においては、ポンプ光が大量に吸収され、コア領域においてファイバーが搬送する主なパワーは、信号波長となる。よって、出力側端部においては、エアクラッド層は、ほとんど、もしくはまったく影響がないので、間隙を完全もしくは部分的に潰すことができる。
【0154】
本発明による光ファイバーは、例えば、光ファイバーレーザ用として、その長さの一部にブラッグ格子を備えていることが多い。これらのブラッグ格子は、光ファイバーの長手の方向にUVで書き込み、屈折率の変化を付けて構成することができる。
【0155】
ファイバーレーザに応用できる本発明による光ファイバーの好ましい実施形態の一例を図20に示す。図は、たとえば、YbやErのような1種類以上の希土類要素のドーピングによって実現した、アクティブなコア領域200を含むファイバーの断面の略図である。
【0156】
コア領域は、背景材料201と多数の高低(両方もしくはいずれか一方)屈折率部202を備える内側クラッドで包囲されている。内側クラッド領域は、最終的にはオーバークラッド領域204に包囲されるエアクラッド層203に包囲される。このようなファイバーは、例えば、シリカ材料などで設計してもよく、内側クラッド部202が間隙でもよい。
【0157】
好ましい実施形態では、光ファイバーは、高出力で使用するため、ラージモード領域のクラッドポンプ光ファイバーレーザである。直径が平均の約0.30から0.50倍である内側クラッドの低屈折率部を使用すると、コア領域では、一般的または代表的に内側クラッド部の間の中心間の間隔がΛ、信号波長λsでシングルモード操作となり、コアだけでなく、内側クラッド領域も、λsより小さい波長、λpでポンプ光がポンプされるようになる。
【0158】
λpの一般的な値は、約800nm,980nm,1050nm,及び1480nmであり、λsは、約980nm、1050nm、1300nm、1550nmであって、1500nm〜1640nmである。前述のように、内側クラッド部の数と寸法がかなり大きい場合でも、b値が、100nmから1000nmの間(好ましくは400nm未満)にあるときには、エアクラッド層を使って高NAを実現できる。
【0159】
一般的にコア領域200は、1種類以上の屈折率上昇ドーパント(希土類のシリカへの染込みを改善するために使用する)を含む。よって、1.55μmの波長で1.444以上など、屈折率が純シリカより高い背景材料201を使用した光ファイバーを製造した方が好ましい。これは、例えば、GeまたはAlを含む背景材料201を使用することにより実現できる。コア領域は、例えばFまたはBのような、屈折率を低下させる1種類以上の共ドーパント(1種類以上の(アクティブな)希土類ドーパントと任意の屈折率上昇共ドーパントとは別に)を含んでいてもよい。
【0160】
図20に示すようなファイバーの寸法に関し、外側クラッド領域204の外径が、約125μmのファイバーの場合、一般的に内側クラッド領域の外径は、約60μm〜100μmである。外径がより大きいファイバーの場合、内側クラッドの外径は、200μmまで可能である。一般的に内側クラッド部は、中心間の間隔Λが5μmより大きく、一般的には、8.0μmから12.0μmの範囲内の、約10μmであることを特徴とする。
【0161】
屈折損を回避し、さらにコア領域のファイバーシングルモードを信号波長に維持するため、内側クラッド部の直径は、一般的に0.3Λから0.6Λ~の範囲内である。ファイバーは、ファイバーレーザなどの製品の一部として採用することができ、製品は、1つ以上のポンプ源を備え、一つ以上のUVで書かれたブラッグ格子を使用して外部リフレクタ、もしくはリフレクタがファイバー内で直接形成される。
【0162】
レーザまたは増幅器に使用する本発明による光ファイバーは、標準的なファイバー技術、例えば、エンドポンピングやサイドポンピングなどにおいて知られる各種方式でポンピングできる。
【0163】
図21は、本発明により製造した光ファイバーの好ましい実施形態を光学顕微鏡写真で示したものである。ファイバーのNAは、約1.0μmの波長で約0.6である。この高NAは、エアクラッド領域のブリッジ領域を非常に狭くすることによって、実現できる。このファイバーのb値は、約400nmである。b値が異なる多数のファイバーが製造され、実験的な特徴づけにより、b値が100nmから500nmの範囲内の光ファイバーのNAは、0.5より大きく、一般的には、0.6より大きいことが確認された。
【0164】
実験作業から、実際の光ファイバーのb値がある寸法より大きいという関係があることが明らかになった。これは、例えば、ファイバーの切断または接合に関係する場合である。一般的に、b値は、100nmを下回らないのが好ましく、例えば、b値は、200nmを下回らない方が好ましい。
【0165】
本発明者は、さらに、エアクラッド層を有するファイバーに重要であるもう一つの設計パラメータを実現した。実験作業を通して、本発明者は、エアクラッド層223の厚さTが、ファイバーの切断において機械的に重要な役割を果たすことを認識した。ドープコア領域220、内側クラッド領域221、エアクラッド層223、外側クラッド領域222を有するファイバーにおけるTパラメータを図22に示す。
【0166】
切断が、通常ある種の引っかき傷をファイバーの外表面に形成し、この引っかき傷をファイバーの内部まで達する切れ目として広げることによって行うので、エアクラッド層の厚さTが大きい場合は、内側クラッド領域が、機械的に外側クラッドから隔離されてしまい、不利である。一方、厚さTは、内側クラッド領域221と外側クラッド領域222を光学的に隔離するためにはある程度の寸法がなければならない。
【0167】
本発明者は、エアクラッド層223の最適な厚さが、約3.0μmから約10μmの範囲内であることを理解した。本発明によるファイバーが、ファイバー製造後のエアクラッド層が、例えば、重合体及び/または他の材料によって充填されるような適用方法にも使用できるため、所定の体積を得るために、他の厚さとしてもよい。よって、10μmより厚さが大きいエアクラッド層でもよい。
【0168】
図23は、本発明による実際のファイバーのもう1つの例を示している。図23aは、コアと、内側クラッド領域と、エアクラッド層と、外側クラッドの一部(コアは、電子顕微鏡の写真における内側クラッドの純シリカと同じである、Ybドープシリカを含む)。ファイバーは、波長約1.0μmで、b値が約300nm、NAが約0.7である。光ファイバーは、図21のファイバーよりT値が大きく、ファイバーは、T値と切断能力の間の上記の関係に従って切断するのが困難である。
【0169】
図24は、本発明によるファイバーのもう1つの例の略図であり、このファイバーは、内視鏡に使用することができる。このファイバーは、オーバークラッド240と多数(通常は100以上)の、一般的にマルチモードで受動であるコア要素241を有する。コア要素は、個々のコアに高NAを付与するエアクラッド層(または他のタイプの低屈折率層)を使って互いから分離されている。このように、本発明によるファイバーは、個々のコアの高NAによって多量の光を収集でき、これら個々のコアを、ファイバー内視鏡を通して画像伝送するピクセルとして使用することができる。
【0170】
本特許明細書全体を通して説明してきたように、高NAを得るには、エアクラッド層のブリッジ幅は狭くなくてはならない。一般的に、個々のコアの直径は、約10μm以上である。
【0171】
図25は、本発明によるファイバーのもう1つの例を示す。このファイバーは、図20に略図で示すファイバーに類似しており、本出願で開示している高NAエアクラッド層253を有する。しかし、このファイバーは、コアの中心からその最も近い位置で隣接するコアの中心までの距離が、ファイバーのすべてのコアの場合と類似しているように位置する多数(例えば、7、19、37など)のコア250、251を有する。このタイプのファイバーは、チェオ他 “IEEEフォトニックス・テクノロジー・レター”(IEEE Photonics Technology Letters)Vol.13,No.5、p.439−441 2001年5月で説明しているように、高輝度レーザとして使用する。ファイバーは、内側クラッド領域に多数のクラッド部252を有する。
【0172】
図26は、本発明によるファイバーのさらに別の例を示す。このファイバーは、本発明の主な局面による高NAエアクラッド層263と、エアクラッド層の内部に環状に配置した多数のコア262を含む。他の、例えば、多角形形状の配置なども好ましい。このファイバーは、さらに、従来のオーバークラッド領域264を有する。ファイバーは、ポンプ光がコア装置の内部を伝播するクラッドポンプ装置として使用することもできる。このタイプのコア装置は、例えば結合効率を改善する場合に好ましい(例えばグラス氏他 Opt.Comm. 151, p.187−195、1998年)。
【0173】
本発明者は、さらに、改良されたタイプのクラッドポンプエルビウムドープファイバー増幅器(EDFA)を、ファイバーの内部にコアモードを閉じ込めるPBG効果を利用することによって実現した。一般的に、PBG効果を利用して、光フィールドを閉じ込める場合、少なくとも、4から5周期の周期的に配分されたクラッドホールを使用しなければならない。
【0174】
光クラッドポンプファイバーは、比較的大きい内側クラッド領域を有しているので、コアモードを閉じ込めるために、十分な数の周期で設けることができる。PBGによる閉じ込め効果を使う利点は、次の通りである。まず、第1に、増幅したモードの波長で構成するPBGは、ポンプモードフィールドの波長では、空気孔のモードスクランブリングを行うが、PCFの制限された中心部に対し、ポンプの分布を制限することはないという点である。よって、好ましい実施形態では、本発明は、信号波長で光のPBG効果によって導波を行う内側クラッド領域に周期的に配分されたクラッド部を有するエアクラッドファイバーを含む。
【0175】
図27は、本発明による光ファイバーの例を示すものである。高NAを提供するためのエアクラッド層270と、内側クラッドに周期的に配分された多数のクラッド部271を備えている。さらに、ファイバーは、コアに低屈折率部272を備えている。この低屈折率部272は、例えば、間隙でも、あるいは、ダウンドープシリカガラスでもよい。低屈折率部は、任意で、希土類ドープ(RED)材料のように、増幅して、光増幅やレージングを行うアクティブな材料を備えていてもよい。また、ファイバーは、任意で低屈折率部272を包囲する領域にアクティブな材料を備えていてもよい。
【0176】
さらに、RED材料の信号モードと、クラッドポンプの分布の間のオーバーラップが異なるため、ポンプから信号への出力変換を良好に行うことができる。さらに、PBG誘導を利用して、高位モード(非ガウスモード分布)で作動するレーザ及び増幅器から、高出力を得ることができる。これは、PBG構造を、コアモードが高位モードでのみ誘導し、他のモードでは、バンドギャップ外にあるために漏れやすく構成できるからである。増幅モードのPBG誘導も、特殊な分散性を有する増幅器が必要な場合(パルス分散もしくはパルス圧縮など)に利用できることがわかった。
【0177】
また、別の局面によると、PBG誘導を使って、増幅器スペクトルの特定の部分を高めることができる。この場合、バンドギャップエッジを希土類イオンの発光スペクトル内のある周波数に設定することができる。バンドギャップ内の赤色発光スペクトルの部分において、コアモードがしっかり閉じ込めている一方、バンドギャップの外部のスペクトル成分に対する閉じ込め効果は緩く、よって、二つの範囲で異なる増幅が行われる。
【0178】
この特性を利用すれば、新しい高出力増幅器をスペクトル的に形成し、PBG効果によって可能となった強力モード選択/識別によって、特定の放射波長を有するレーザを製造することができる。この局面については、図28に略図で示している。
【0179】
本発明によるファイバーは、超小型構造ファイバーの分野で周知の技術を使って製造することができる。たとえば、毛細管とロッドを使用した積層延伸法によって内側クラッド領域にエアクラッド層と任意のクラッド部を設けることができる。この方法は、特許文献3及び特許文献4において詳しく説明している。長手方向に非均一である本発明によるファイバーは、ファイバー延伸後の、熱処理、ストレッチング、加圧またはファイバー内の間隙の真空処理など、各種後処理工程によって得ることができる。
【0180】
図24に示すファイバーのようなファイバーを製造するには、ファイバーを次のような多数の工程において延伸するとよい。まず、第1の工程において、ロッドより直径の小さい管の層によって包囲された単一のソリッドロッドを備えた母材を組立てることによって、シングルコアとその周りのエアクラッド層を製造する。この母材の直径は、一般的に10mmから50mmであり、一般的に直径1mmから5mmの多数の第1のケインに延伸可能である。
【0181】
次に、第2の母材を、多数の第2のケインを積み重ねることによって製造し、この母材に、任意でオーバークラッドを設けて、直接ファイバーに延伸するか、あるいは、第2の母材を多数の第2のケインに延伸して積載してオーバクラッドで被覆し、第3の母材を形成してファイバーに延伸する。
【0182】
図29aは、2本の異なるエアクラッドファイバーのNAを測定した実験結果を示す図である。各ファイバーは、図5bに略図で示すようなエアクラッド領域を有しているが、ファイバーのb値は、420nmと950nmと異なる。図では、測定したNA値を点で示し、線は、ファイバーの模擬NAを示している。それらがほぼ一致していることがわかる。
【0183】
図は、最小幅のブリッジ領域bが約420nmであるファイバーのNAが、bが約950nmであるファイバーよりかなり高いことを示している。b=420nmのファイバーの一部の電子顕微鏡写真を図29bに示す。エアクラッド層が空気孔の単一リングを備え、空気孔のファイバーの中心から半径方向の幅が、5μmから15μmの範囲内にあるのが好ましい。
【0184】
ここで、半径方向の幅、よって、ブリッジ領域を、十分な長さに維持し、高NAという観点から光学的特性を確保する一方、半径方向の幅をできるだけ短くして、ファイバーの切断または処理強度をという観点から、良好な機械的特性を確保するのが望ましい。
【0185】
幅に関するもう一つの問題は、ファイバーの内部から外側への熱伝達である。高出力で使用する場合、熱の分離を回避するためにエアクラッド領域の半径方向の幅を制限するのが望ましい。したがって、ブリッジ領域を多数設けるのが好ましく、同様に、低屈折率部を外側クラッドに数多く設けて、十分な熱伝達率を確保するのが好ましい。
【0186】
好ましい実施形態では、断面における2つの隣接するブリッジ領域間の最短距離を、第1の寸法より大きく保つことにより、光学的に確実に隔離している(個々のブリッジを隔離するには一般的に動作波長の3から5倍の距離で十分である)。同時に、第2の寸法より小さくすることによって、十分な数のブリッジを確保している(例えば、第2の寸法は、動作波長の約10倍)。しかし、他の第1及び第2の寸法でもよい。一般的に第2の寸法の範囲はかなり広く、例えば、第2の寸法は、動作波長の数十倍でもよい。
【0187】
図29aは、さらに、NAが波長とともにどのように変化するかを示している。本発明者は、NAとその変化は、おもに、bパラメータに対する波長で決まることを発見した。それさらに詳しく説明するため、図30は、波長をbで割った数を関数としたNAを、実験的に得た結果とシミュレーションの両方で示したものである。
【0188】
図29とは異なり、図30の結果は、エアクラッド領域に純シリカと空気孔のみを有するファイバーに関するものである。この図は、NAとbで割った波長、すなわち、λ/bとの間の関係が非常に明白に表われており、実験的に見た結果が数値的シミュレーションによって確認された。よって、図30は、所定の波長において、あるNAを有するファイバーを設計する際に使用することができる。
【0189】
図30から、約0.3以上のNAを得るためには、bは、λより小さくなければならないことがわかる。NAを約0.4以上とするには、bは、約0.8λより小さくなければならず、また、NAを0.5より大きい値とするには、bは、約0.6λより小さくなければならず、さらに、NAを0.6より大きい値とするには、bは、約0.45λより小さくなければならない。また、図30は、0.7以上という極度に大きい数値のNAは、約0.3λより小さいbを使えば実現可能であることも示している。
【0190】
よって、本発明によるファイバーを、ポンピング波長が約980nm、NAが約0.5であるのが望ましいクラッドポンプ装置として使用する場合(例えば、レーザまたは増幅器)、bは、約560nm以下に設計しなければならない。
【0191】
各種の適用において、所定のNAに対して可能な最大ブリッジ領域を得るのが望ましい。これは、例えば、ファイバーの強度や切断などといった機械的特性を改善するため、または、前述のように、熱伝達率を改善するために望ましい。
【0192】
所定のNAに対するブリッジ幅を増加するため、本発明者は、ブリッジ領域の材料と、内側クラッドの背景材料との間の屈折率に差、△cladをつけるとよいということを発見した。図31は、本発明による改良されたファイバーの例を略図で示したものであり、外側クラッド領域の背景材料310の屈折率が内側クラッド領域の背景材料311より低くなっている。この屈折率の差は、たとえば、内側クラッド領域が、Geドープシリカガラスを含み、外側クラッド領域が非ドープシリカガラスを含むという、シリカドープ技術を使って実現可能である。
【0193】
もちろん、この屈折率の差を実現するには、他の方法も考えられる。例えば、純粋のシリカと比較すると、粉が屈折率を低下させるため、屈折率F−ドープガラスを外側クラッドに使用することもできる。
【0194】
図32は、屈折率の差△cladを略図で示している。図32は、本発明によるファイバーの断面を通る一方向の屈折率プロファイルの例を、概略で示している。図30では、NAを内側と外側クラッドの間の背景材料の屈折率の間の差がない。すなわち、△clad=0%である場合のλ/bの関数として示しているが、図33では、△cladを増加させることによって、どのようにNAが増加するかを示している。
【0195】
この図は、シリカベースのファイバーの△cladが0%から4%に変化した場合のNAのシミュレーションを示している。図からわかるように、非ゼロの△cladを使用すれば、NAがかなり増加する。例として、△clad=0%のファイバーに対するb=560nmと比較すると、ポンプ波長980nm、NA0.5、b値約650nmで動作する前述のファイバー装置が実現できる(△clad=1%及び0%の時に、それぞれλ/bが約1.50及び1.75である場合に、NAは0.5となる)。
【0196】
もう一つの例として、bがほぼλであり、△cladが約3%である場合に、NAが約0.5であるファイバーが実現する。さらに、NAが0.8より大きいファイバーは、λ/bが約3.0以上である場合に実現する。この非ゼロ△cladを利用して、NAを増加する考えは、外側クラッド領域において、低屈折率部314、324を有するあらゆるタイプの高NAファイバーに対して利用でき、内側クラッド領域321内に、内側クラッド部312,322とアクティブコア313,320を有する、図31及び図32に示す例に限られるものではない。
【0197】
オーバークラッド領域315,325は、背景材料310とは異なる背景材料を備えていてもよい。NA特性を改善するのは、ブリッジ領域の材料と内側クラッドの背景材料との間の屈折率の差であるが、低屈折率の背景材料317を有する外側クラッドの半径方向の幅は、あまり重要ではない。半径方向の幅317は、外側クラッド316の低屈折率部の半径方向の幅より大きい方が好ましい。このような関係は、内側クラッド領域(及びコア)を形成するロッドより、屈折率が小さいシリカ毛細管を使って外側クラッド領域を形成する、積載牽引工程を使って製造されるファイバーに表われる(特許文献4参照)。内側クラッド領域とコアは、管またはロッドの様々な組み合わせによって製造できることはもちろんである。
【0198】
非ゼロ△cladを使ったもう1つの利点は、大型のアクティブコアを有するクラッドポンプファイバーに関連する。図32には、アクティブコア320と、内側クラッド321の背景材料との間の屈折率の差、△coreを示している。好ましい実施形態では、ファイバーは、変形した全反射(M−TIR)(例えばWO 9900685)または前述のPBG効果を利用して、内側クラッド部322によってコア内に光を閉じ込める。
【0199】
M−TIRの場合、屈折率△coreをできるだけ小さくして、寸法の大きいコアにおける信号波長でのマルチモード操作を避けることができる。好ましい実施形態では、△coreは約ゼロであり、他の好ましい実施形態では、△coreは、負の数でもよい。低い(または負の)△coreにより、直径が15μm以上の非常に大きいアクティブコアを使用できることができる一方、少なくとも信号波長に対してシングルモード操作を行うことができる。
【0200】
アクティブコアを実現するためのドーパント(Er,Ybまたは他の希土類要素、あるいは、その組み合わせ)と任意の共ドーパント(例えばAl,Ge,またはLa)により、純シリカより屈折率を大きくすることができるため、内側クラッド領域に、例えば、Geドープシリカを使った屈折率の高い背景材料を使用するのが好ましい。これにより、△coreが約ゼロとなると同時に、△clad値がゼロより大きくなる。
【0201】
よって、好ましい実施形態において、本発明では、直径が15μm以上のErまたはYbを含むアクティブコアと、Geドープシリカの背景材料と約0.35以上のd/Λを有する多数の間隙を含む内側クラッド領域(信号用としてコアにM−TIRを提供する)と、屈折率が内側クラッド背景材料より小さい背景材料(例えば純シリカ)とb値が、1.0μm未満、好ましくは自由空間ポンプ波長の2/3倍未満である大型間隙を含むエアクラッド領域とを含む(よって、約0.5以上のNAが実現する)、可視または近赤外波長用の光ファイバーレーザまたは増幅器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0202】
【図1】従来の技術による、内側クラッドが円形の二重クラッドファイバーを示す。
【図2】従来の技術による、内側クラッドが、横方向に長手の二重クラッドファイバーを示す。
【図3】内側クラッドが非円形であり、葉形状の断面を有する従来の技術による二重クラッドファイバーを示す。
【図4】第1の外側クラッドが実質的にエアクラッド領域である、従来の技術による二重クラッドファイバーの例を示す。
【図5】内側クラッドと外側クラッドとの間の境界面の周りに延在するシリカブリッジ領域を示す図であり、ブリッジ領域の最小幅が規定されている。
【図6】約45%の固定した空気充填率を有するが、ブリッジ領域の幅が異なるエアクラッドファイバーの開口数を示す図である。
【図7】約58%の固定した空気充填率を有するが、ブリッジ領域の幅が異なるエアクラッドファイバーの開口数を示す図である。
【図8】空気充填率が異なり、ブリッジ幅が類似したエアクラッドファイバーの開口数の比較図である。
【図9】内側クラッドの実効屈折率が周期的に配置された、多数の小さい空気孔によって決定し、外側クラッドの実効屈折率が、内側クラッドと比較して異なる断面を有する空気孔によって決定する、従来の技術による光結晶ファイバーの断面を示す図である。
【図10】少数の非周期的に配置した空気孔を、内側クラッドの付加的要素として使用してクラッドポンピングを補助するように構成された、本発明による光結晶ファイバーの例を示す図である。
【図11】第2のクラッドを形成する空気孔が、非円形に配置された、本発明による光結晶ファイバーの断面の例である。
【図12】第2のクラッドを形成する空気孔が、様々な寸法を有している、本発明による光結晶ファイバーの断面の例である。
【図13】内側クラッドを形成する空気孔が、非円形に配置されている、本発明による光結晶ファイバーの断面の例を示す。
【図14】内側クラッドと外側クラッドが、異なる空気充填率の毛細管を使って形成され、内側クラッドがソリッドロッドを備えている、本発明による光結晶ファイバーの母材の断面の例を示す。
【図15】異なる形状の毛細管を使って、レーザーダイオードへの高結合効率を得るために最適化した非対称の構造を形成した、本発明による光結晶ファイバーの母材の断面の例を示す。
【図16】非円形対称モードと近円形対称モードとの間で高結合効率を得られるように設計した光結晶ファイバー移行要素の例を示す。
【図17】本発明による光結晶ファイバーのもう一つの例を示す。このファイバーは、隣接するクラッド層の間の実効屈折率の対比が大きい一般的なタイプのものである。
【図18】本発明による光結晶ファイバーのもう一つの例を示す。このファイバーは、エアクラッド領域に包囲された均質コア領域が大きい。ファイバーは、マルチモードであり、高NAである。
【図19】本発明による光結晶ファイバーの2つの例を示している。これらのファイバーは、その長さの一端(例えば、光がファイバーに結合する入力端)が高NAであり、他方の端部のNAが低い。NAの高低は、ファイバーの長さに沿ったエアクラッド領域の空気充填率を制御することによって変えることができる。また、ファイバーの一端の切断面で空気孔を潰すことによって、変えることができる。図19aは、マルチモードファイバーを示し、図19bは、ドープコアを有し、ドープコア内における所定の波長でシングルモード動作を行うファイバーを示す。
【図20】本発明による光結晶ファイバーのもう一つの例を示す。このファイバーは、光がシングルモードで誘導される大型コア領域を有する。また、このファイバーは、コア内でシングルモードだけを支援するよう作用する内側クラッドと、内側クラッド内のモードに対し、高NAを提供するよう作用するエアクラッド領域において超小型構造を有する。
【図21】本発明による実際の光結晶ファイバーの例である。このファイバーは、ブリッジ領域が狭くファイバーを高NAとするクラッド領域を有する。
【図22】エアクラッド層の厚みを特徴付けるために使用するパラメータTを示す略図である。
【図23】本発明による真の光結晶ファイバーのもう一つの例である。kのファイバーは、ブリッジ領域が狭く、高NAとしている。図23aのファイバーのエアクラッド領域は、図21に示すファイバーのエアクラッド領域より厚いが、これらファイバーのNAは、実質的には同一である。図23bは、ファイバーの完全な断面を示す。
【図24】内視鏡に使用するための、本発明によるファイバーの例の略図である。ファイバーは、ブリッジ領域に薄いエアクラッド層により互いに分離した、多数(通常100以上)のマルチコア要素を有する。
【図25】本発明によるマルチコアファイバーを示す。ファイバーは高輝度レーザとして使用することができる。
【図26】本発明によるマルチコアファイバーのもう一つの例を示す。
【図27】内側クラッドに周期的に分布した部分を有し、PBG効果を使って信号光を閉じ込める構成の、本発明による光ファイバーの略図である。
【図28】PBG効果を利用して効率が上がったファイバー増幅器またはファイバーレーザの動作の略図である。
【図29】波長の関数として異なるブリッジ幅を有する2本のファイバーのNAの実験と、シミュレーションの結果を示す図である。
【図30】NAの実験の結果とシミュレーションの結果を、ブリッジ幅で割った波長の関数として示す。
【図31】ブリッジ領域の屈折率が内側クラッド領域の背景材料と比較すると低いことを特徴とする、本発明による光ファイバーの断面の略図である。
【図32】ブリッジ領域の屈折率が内側クラッド領域の背景材料と比較すると低いことを特徴とする、本発明によるファイバーの断面における一方向に沿った屈折率のプロファイルを概略で示す図である。
【図33】ブリッジ領域と、内側クラッド領域の背景材料との間の屈折率のコントラストとが異なるファイバーにおいて、NAのシミュレーションの結果をブリッジ幅で割った波長の関数として示す図である。
【符号の説明】
【0203】
50,51,181,242 第1の外側クラッド領域
52,180,241,250,251,262 コア領域
53,102,201 内側クラッド領域
54,171,172,173,182,240 さらに外側のクラッド領域
101,202 内側クラッド部
140 オーバークラッド母材要素
141 第1の外側クラッド母材要素
142,143 内側クラッド母材要素
144 中心母材要素
160 延伸ファイバー
161 延伸ファイバーの一端
162 延伸ファイバーの他端
Claims (193)
- 光ファイバーを備え、この光ファイバーは、第1の外側クラッド領域に包囲された1本以上のコアを有し、第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域によって包囲されており、第1の外側クラッド領域の断面は、第1の外側クラッド部を包囲するいかなる材料よりも屈折率が小さい多数の第1の外側クラッド部を有し、複数の前記第1の外側クラッド部に対し、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μmよりも小さいか、あるいは、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする物品。
- コアは、外側クラッドによって包囲されており、外側クラッドは、第1と第2の外側クラッド領域を備え、第1の外側クラッド領域は、コアと第2の外側クラッド領域の間に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域の断面の内径もしくは内側断面寸法が、15μm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法が、20μm以上であることを特徴とする、請求項3に記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法が、80〜125μmの範囲内、もしくは125〜350μmの範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載の物品。
- ファイバーは、多数のコアを備えており、これら多数のコアは、それぞれ、対応する第1の外側クラッド領域に包囲されており、前記コアと第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域によって包囲されており、第1の外側クラッド領域の断面は、それぞれ、外側クラッド部を包囲するいかなる材料より屈折率が小さい第1の外側クラッド部を多数有し、前記第1の外側クラッド領域のそれぞれの、複数の第1の外側クラッド部においては、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μm未満、もしくは使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の物品。
- 光ファイバーを備え、光ファイバーは、多数のコアを備え、前記多数のコアのうち複数が、それぞれ対応する第1の外側クラッド領域によって包囲され、コア及び第1の外側クラッド領域は、第2の外側クラッド領域に包囲され、第1の外側クラッド領域のそれぞれの断面は、第1の外側クラッド部を包囲するいかなる材料よりも屈折率が小さい第1の外側クラッド部を多数備え、前記第1の外側クラッド領域それぞれにおける複数の第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離は、1.0μm未満か、または使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長より小さいことを特徴とする物品。
- 前記多数のコアが、それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項6または7に記載の物品。
- それぞれ対応する第1の外側クラッド領域によって包囲されている複数のコアの少なくとも一部が、2つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が、多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されていることを特徴とする、請求項6〜8のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域によって包囲されている複数のコアは、すべて、二つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が、多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されていることを特徴とする、請求項9に記載の物品。
- すべてもしくは多数の第1の外側クラッド領域の断面が、5〜100μmの内径もしくは内側断面寸法を有することを特徴とする、請求項6〜10のいずれかに記載の物品。
- 多数もしくはすべての第1の外側クラッド領域の断面が、30〜60μmの内径もしくは内側断面寸法を有することを特徴とする、請求項6〜11のいずれかに記載の物品。
- それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている前記すべてもしくは複数のコアが、少なくとも20本のコアを有することを特徴とする、請求項6〜12に記載の物品。
- それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている前記すべてもしくは複数のコアが、少なくとも100本のコアを有することを特徴とする、請求項13に記載の物品。
- それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている前記すべてもしくは複数のコアが、少なくとも1000本のコアを有することを特徴とする、請求項14に記載の物品。
- それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている前記すべてもしくは複数のコアが、3000本以上のコアを有することを特徴とする、請求項15に記載の物品。
- 第2の外側クラッド領域が、外側クラッドの一部であり、さらに、第3と第4の外側クラッド領域を有すると共に、第3の外側クラッド領域が第2と第4の外側クラッド領域の間に配置されており、第3の外側クラッド領域の断面が、第3の外側クラッド部を包囲するいかなる材料より小さい屈折率の多数の第3の外側クラッド部を備え、複数の前記第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第3の外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μm未満、もしくは、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする、請求項1〜16のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第1及び/または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.5μm未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第1または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.4μm未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第1または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.3μm未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第1または第3の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.2μm未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長よりも小さいことを特徴とする、請求項1〜21のいずれかに記載の物品。
- 複数の前記第3の外側クラッド部において、二つの最も近い位置で隣接する第3の外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長よりも小さいことを特徴とする、請求項17〜22のいずれかに記載の物品。
- 単数または複数のコアの断面寸法は、25μmより大きく、例えば50μmより大きく、例えば75μmより大きく、あるいは、100μmより大きくてもよく、それにより、ファイバーがコア内において、マルチモードで光を誘導することができるようになっていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか、または13〜23のいずれかに記載の物品。
- 1本以上のコアが、包囲されているコアの実効屈折率より小さい実効屈折率を有する内側クラッド領域によって包囲されており、前記内側クラッド領域は、内側クラッドの一部であることを特徴とする、請求項1〜24のいずれかに記載の物品。
- それぞれの内側クラッド領域は、対応する第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項25に記載の物品。
- 1つ以上の外側クラッド領域において、第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占めていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域すべてにおいて、第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占めていることを特徴とする、請求項27に記載の物品。
- 第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッドの断面積の50%以上、例えば、60%以上、または70%以上を占めていることを特徴とする、請求項27または28に記載の物品。
- 第3の外側クラッド部は、第3の外側クラッドの45%以上を占めていることを特徴とする、請求項17〜29のいずれかに記載の物品。
- 第3の外側クラッド部は、第3の外側クラッドの断面積の50%以上、例えば、60%以上、または70%以上を占めていることを特徴とする、請求項30に記載の物品。
- 内側クラッドもしくはそれぞれの内側クラッド領域の断面は、単一の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項25〜31のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドもしくは一つ以上の内側クラッド領域の断面に、2つ以上の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項25〜31のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドもしくは1つ以上の内側クラッド領域の断面に、10個未満の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項33に記載の物品。
- 内側クラッド部が、非周期的に配置されていることを特徴とする、請求項33または34に記載の物品。
- 光ファイバーは、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲された2本以上のコアを備えていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか、または17〜25のいずれか、または27〜31のいずれかに記載の物品。
- 光ファイバーは、例えば7本以上、例えば、19本以上、または37本以上のコアを共通の第1の外側クラッド領域で包囲したものであることを特徴とする、請求項36に記載の物品。
- 光ファイバーは、略環状に配置した複数のコアを備え、前記複数のコアを、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲したことを特徴とする、請求項36または37に記載の物品。
- 複数の略環状に配置したコアを内側クラッドの内部に配置して、内側クラッドの大部分を略環状に配置したコアで包囲し、前記内側クラッドの実効屈折率が、前記略環状に配置したコアそれぞれの実効屈折率よりも低くなるように構成したことを特徴とする、請求項38に記載の物品。
- 1組の2本の最も近い位置で隣接するコアの間の距離が、別の1組の2本の最も近い位置で隣接するコアの間の距離とほぼ等しいことを特徴とする、請求項36〜39のいずれかに記載の物品。
- 共通の第1の外側クラッド領域に包囲された前記コアが、それぞれ、包囲されているコアより実効屈折率が小さい内側クラッド領域によって包囲されており、前記内側クラッド領域が、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲された内側クラッドの一部であることを特徴とする、請求項36〜40のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドの断面は、多数の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項36〜41のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドは、2個以上の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項42に記載の物品。
- 内側クラッドは、10個以上の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項43に記載の物品。
- 内側クラッド部の少なくとも一部が、
前記コアのうちの1本を囲む内側クラッド領域において、前記内側クラッド領域が、いくつかの内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項42〜44のいずれかに記載の物品。 - 内側クラッド領域の内側クラッド部を、周期的に配置したことを特徴とする、請求項45に記載の物品。
- 光ファイバーは、前記内側クラッド内で周期的に配分された多数の内側クラッド部を有する内側クラッドによって包囲されたコアを備え、前記内側クラッドは、第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか、または17〜24のいずれか、または27〜31のいずれかに記載の物品。
- コアは、コア部を包囲しているコア材料より屈折率が小さいコア部を備えていることを特徴とする、請求項47に記載の物品。
- 内側クラッド部の周期的配置が、内側クラッドの中心から半径方向に、4または5周期以上であることを特徴とする、請求項47または48に記載の物品。
- 第1の外側クラッド部は、非円形対称に配置されていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド領域の断面は、略六角形状であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 異なる寸法の第1の外側クラッド部が存在することを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1または第3の外側クラッド部または内側クラッド部が、間隙であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1または第3の外側クラッド部または内側クラッド部には、真空、空気、気体、液体、重合体、またはそれらの組み合わせが充填されていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッド領域によって包囲されたコアの断面寸法は、10μm未満であることを特徴とする、請求項25〜54のいずれかに記載の物品。
- コアは、Ge(ゲルマニウム),Al(アルミニウム),P(リン),Sn(スズ)及びB(ホウ素)からなる群中の一部材以上を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- コアは、Er(エルビウム),Yb(イッテルビウム),Nd(ネオジム),La(ランタン),Ho(ホルミウム),Dy(ジスプロシウム)及び/またはTm(ツリウム)などの希土類のうちの1種類以上を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- ファイバーが、少なくともファイバーの長さの一部に沿って、長周期格子またはファイバーブラッグ格子を有することを特徴とする、請求項57に記載の物品。
- ファイバーは、シリカ、カルコゲン、または他のタイプのガラスである背景材料を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- ファイバーは、重合体である背景材料を含むことを特徴とする、請求項1から58のいずれかに記載の物品。
- 前記物品が、クラッドポンプファイバーレーザまたは増幅器であることを特徴とする、請求項25〜60のいずれかに記載の物品。
- 前記物品は、ポンプ放射源と1本の前記光ファイバーを備えたクラッドポンプファイバーレーザもしくは増幅器であることを特徴とする、請求項25〜61に記載の物品。
- 前記最短光波長は、前記ポンプ放射源の波長によって決定することができることを特徴とする、請求項22または23または62に記載の物品。
- 前記光ファイバーの断面は、ファイバーの全長に渡り、内側クラッド領域が非均一形状であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1及び/または第3の外側クラッド部は、周期的に配分されていることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッド領域は、コアで生成された光のリザーバとして作用することを特徴とする、請求項25から65のいずれかに記載の物品。
- 光ファイバーは、2本以上のコアを備えていることを特徴とする、請求項25から66のいずれかに記載の物品。
- 前記2本以上のコアは、高出力広帯域増幅用に構成されていることを特徴とする、請求項67に記載の物品。
- ファイバーコア材料は、内側クラッド領域の背景材料と同じであることを特徴とする、請求項32〜68のいずれかに記載の物品。
- 前記光ファイバーは、両方向に光をポンピングすることを特徴とする、請求項25〜69のいずれかに記載の物品。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部間の最短距離が1.0μm未満であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分または全体において、二つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.5μm未満、0.4μm未満、0.3μm未満、または0.2μm未満であることを特徴とする、請求項71に記載の物品。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分もしくは全体において、二つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分もしくは全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離が、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長よりも小さいことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第3の外側クラッド部の大部分または全体において、最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離が、1.0μm未満であることを特徴とする、請求項17から74のいずれかに記載の物品。
- 前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、0.5μm未満、0.4μm未満、0.3μm未満、または0.2μm未満であることを特徴とする、請求項75に記載の物品。
- 前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、使用中にファイバーを通して誘導される光の光波長よりも小さいことを特徴とする、請求項17から76のいずれかに記載の物品。
- 前記第3の外側クラッド部の大部分または全体において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、使用中にファイバーを通して誘導される光の最短光波長より小さいことを特徴とする、請求項17〜77のいずれかに記載の物品。
- 外側クラッドの実効屈折率が、すべてのコアの実効屈折率よりも小さいことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 外側クラッドの実効屈折率は、内側クラッドまたは内側クラッド領域の実効屈折率よりも小さいことを特徴とする、請求項25〜79のいずれかに記載の物品。
- 第2の外側クラッド領域は、均質材料から形成されていることを特徴とする、請求項17〜80に記載の物品。
- 第1の外側クラッド部の最大断面寸法は、10μm以下であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド部の最大断面寸法は、3μm以下であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドが背景材料と複数のクラッド部を有し、前記クラッド部は、内側クラッドの背景材料の屈折率より大きいか、または小さいことを特徴とする、請求項25〜26のいずれか、もしくは27〜31のいずれか、もしくは33〜83のいずれか一つに記載の物品。
- 内側クラッド部の屈折率は、背景材料の屈折率よりも小さいことを特徴とする、請求項84に記載の物品。
- 内側クラッド部は間隙であることを特徴とする、請求項84または85に記載の物品。
- 内側クラッド部には、空気、気体、液体または重合体、あるいはそれらの組み合わせを充填してあることを特徴とする、請求項81〜86のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッド部の屈折率は、背景材料の屈折率よりも小さく、内側クラッド部の断面径もしくは寸法は、隣接する内側クラッド部の中心間の間隔の0.3〜0.6倍、好ましくは0.3〜0.5倍、さらに好ましくは0.2〜0.3倍、最も好ましくは0.22〜0.28倍であることを特徴とする、請求項81〜87のいずれかに記載の物品。
- 隣接する内側クラッド部の間の中心間の間隔は、中心間の間隔の平均であることを特徴とする、請求項88に記載の物品。
- 中心間の間隔は、5μmよりも大きく、例えば、8〜12μm、または、約10μmであることを特徴とする、請求項88または89に記載の物品。
- コアは、屈折率を、内側クラッドの背景材料の屈折率より上げ下げするためのドーパントを1種類以上含むことを特徴とする、請求項81〜90のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッドの外径は、60〜400μmの範囲内、または200〜400μmの範囲内であることを特徴とする、請求項81〜91のいずれかに記載の物品。
- 光ファイバーは、第1の端部と第2の端部を有する長い形状であり、第1の端部の第1の外側クラッド部の断面積は、第2の端部の第1の外側クラッド部のどの部分の断面積よりも大きいことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第2の端部には、第1の外側クラッド部を備えていないか、もしくは、第1の外側クラッド部は、第2の端部において完全に潰して形成してあることを特徴とする、請求項93に記載の物品。
- 光ファイバーは、第1の端部と第2の端部を有する長い形状であり、第1の端部における第3の外側クラッド部の断面積は、第2の端部における第3の外側クラッド部の断面積よりも大きいことを特徴とする、請求項17〜94のいずれかに記載の物品。
- 第2の端部は、第3の外側クラッド部を備えていないか、もしくは、第3の外側クラッド部を、第2の端部において、完全に潰して形成してあることを特徴とする、請求項95に記載の物品。
- 第1の外側クラッド部が、ファイバーの軸方向に延在する長い形状であることを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第3の外側クラッド部が、ファイバーの軸方向に延在する長い形状であることを特徴とする、請求項17〜97のいずれかに記載の物品。
- 内側クラッド部が、ファイバーの軸方向に延在する長い形状であることを特徴とする、請求項32〜98のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド部を包囲する背景材料、または、隣接する第1の外側クラッド部の間の領域を充填するブリッジ材料の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率よりも小さいことを特徴とする、前記請求項のいずれかに記載の物品。
- 第1の外側クラッド部を包囲する背景材料、または隣接する第1の外側クラッド部の間を充填するブリッジ材料の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より4%小さく、例えば、3%、または2%、あるいは1%小さいことを特徴とする、請求項100に記載の物品。
- コアの屈折率と内側クラッドの背景材料の屈折率との違いは、1.0%未満であり、例えば、0.5%未満、または0.2%未満、あるいは、0.1%未満、もしくは0.05%未満であることを特徴とする、請求項100または101に記載の物品。
- コアの屈折率が、内側クラッドの背景材料の屈折率以上であることを特徴とする、請求項102に記載の物品。
- コアの屈折率が、内側クラッドの背景材料の屈折率以下であることを特徴とする、請求項102に記載の物品。
- 物品が、内視鏡であることを特徴とする、請求項6〜100のいずれかに記載の物品。
- 1つ以上の所定の波長の光を誘導するための光ファイバーであって、光ファイバーは、長手の方向とそれに垂直な断面を有し、光ファイバーは、
(a)1つ以上のコア領域(52,180,241,250,251,262)と、
(b)クラッド領域とを備え、前記クラッド領域は、
外側クラッドを備え、前期外側クラッドは、
(i)1つ以上の第1の外側クラッド領域を備え、前記第1の外側クラッド領域は、第1の外側クラッド背景材料と複数の第1の外側クラッド部(50,51,181,242)とを備え、前記第1の外側クラッド部は、前記第1の外側クラッド背景材料より屈折率が小さく、前記1つ以上のコア領域を包囲しており、さらに
(ii)1つ以上のさらに外側のクラッド領域(54,171,172,173,182,240)を備え、前記1つ以上のさらに外側のクラッド領域は、それぞれ、さらに外側のクラッド背景材料を有し、前記第1の外側クラッド領域を包囲しており、
さらに、複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の最短距離は、1つ以上の所定の波長を有する前記光の波長より短いことを特徴とする、光ファイバー。 - さらに、内側クラッド領域(53,102,201)を有し、前記内側クラッド領域は、内側クラッド背景材料を含むことを特徴とする、請求項106に記載の光ファイバー。
- 前記内側クラッド領域が、1つ以上の内側クラッド部(101,202)を有することを特徴とする、請求項106または107に記載の光ファイバー。
- コアが、外側クラッドによって包囲されており、外側クラッドは、第1と、さらに外側のクラッド領域を備え、第1の外側クラッド領域は、コアとさらに外側クラッド領域との間に配置されていることを特徴とする、請求項106に記載の光ファイバー。
- 断面における第1の外側クラッド領域の内径もしくは内側断面寸法は、15μm以上であることを特徴とする、請求項106〜109のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法は、20μm以上であることを特徴とする、請求項106〜110のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド領域の内径または内側断面寸法が、80〜125μmの範囲内もしくは125〜350μmの範囲内であることを特徴とする、請求項106〜111のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記一つ以上のコア領域は、それぞれ、対応する第1の外側クラッド領域に包囲されていることを特徴とする、請求項106〜112のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記1つ以上のコア領域は、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項106〜113のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- それぞれが対応する第1の外側クラッド領域に包囲されている複数のコアの少なくとも一部が、2つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が、多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されていることを特徴とする、請求項106〜114のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- それぞれが第1の外側クラッド領域に包囲された複数のコアのすべてが、2つの隣接するコアの第1の外側クラッド領域が、多数の前記第1の外側クラッド部を共有するように配置されていることを特徴とする、請求項106〜115のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- すべてもしくは多数の第1の外側クラッド領域の断面が、5〜100μmの内径もしくは内側断面寸法を有することを特徴とする、請求項106〜116のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- すべてもしくは多数の第1の外側クラッド領域の断面が、30〜60μmの内径もしくは内側断面寸法を有することを特徴とする、請求項106〜117のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- それぞれ第1の外側クラッド領域によって包囲されている前記複数のコアが、20本以上のコアを有し、好ましくは100本のコアを有し、さらに好ましくは1000本以上のコアを有し、特に3000以上本のコアを有することを特徴とする、請求項106〜118のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する外側クラッド領域の間の最短距離が、1.0μmより小さく、好ましくは0.8μmより小さく、さらに好ましくは0.7μmより小さく、またさらに好ましくは0.6μmより小さく、最も好ましくは0.5μmより小さく、さらに特別好ましくは0.4μmより小さく、さらに好ましくは0.3μmより小さく、最も好ましくは0.2μmより小さいことを特徴とする、請求項106〜119のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 2つ以上の所定の波長で誘導され、複数の前記第1の外側クラッド部において、2つの最も近い位置で隣接する第1の外側クラッド部の間の最短距離が、ファイバーを通して誘導される光の最短光波長よりも短いことを特徴とする、請求項106〜120のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 単数または複数のコアの断面寸法は、25μmより大きく、例えば50μmより大きく、例えば75μmより大きいか、あるいは、100μmより大きくてもよく、それにより、ファイバーが、コア内においてマルチモードで光を誘導することができるようになることを特徴とする請求項106〜121のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 1本以上のコアが、包囲されているコアの実効屈折率より小さい実効屈折率を有する内側クラッド領域によって包囲されており、前記内側クラッド領域は内側クラッドの一部であることを特徴とする、請求項106〜122のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- それぞれの内側クラッド領域は、対応する第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項106〜123のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 一つ以上の第1の外側クラッド領域において、第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占めていることを特徴とする、請求項106〜124のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド領域すべてにおいて、第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッド領域の断面積の45%以上を占めていることを特徴とする、請求項106〜125のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部は、第1の外側クラッドの断面積の50%以上、例えば、60%以上、または70%以上を占めていることを特徴とする、請求項106〜126のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッドもしくは1つ以上の内側クラッド領域の断面は、単一の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項106〜127のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッドもしくは1つ以上の内側クラッド領域の断面には、2つ以上の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項106〜128のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッドもしくはそれぞれの内側クラッド領域の断面には、10個未満の内側クラッド部を備えていることを特徴とする、請求項106〜129のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部が、非周期的に配置されていることを特徴とする、請求項106〜130のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、共通の第1の外側クラッド領域によって包囲された2本以上のコアを備えることを特徴とする、請求項106〜131のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、例えば7本以上、例えば、19本以上、または37本以上を共通の第1の外側クラッド領域で包囲したものであることを特徴とする、請求項106〜132のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、略環状に配置した複数のコアを備え、前記複数のコアを共通の第1の外側クラッド領域によって包囲したことを特徴とする、請求項106〜133のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーが、前記内側クラッド内に周期的に分配された多数の内側クラッド部を有する内側クラッドによって包囲されたコアを備え、前記内側クラッドは、第1の外側クラッド領域によって包囲されていることを特徴とする、請求項106〜134のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- コアが、コア部を包囲するコア材料の屈折率より小さい屈折率のコア部を備えていることを特徴とする、請求項106〜135のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部の周期的配置が、内側クラッドの中心から半径方向に4または5周期以上であることを特徴とする、請求項106〜136のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部は、非円形対称に配置されていることを特徴とする、請求項106〜137のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド領域の断面は略六角形状であることを特徴とする、請求項106〜138のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 異なる寸法の第1の外側クラッド部が存在することを特徴とする、請求項106〜139のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部が、間隙であることを特徴とする、請求項106〜140のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部には、真空、空気、気体、液体、重合体、またはそれらの組み合わせが充填されていることを特徴とする、請求項106〜141のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド領域によって包囲された単数または複数のコアの断面寸法は、10μm未満であることを特徴とする、請求項106〜142のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 単数または複数のコアは、Ge,Al,P,Sn及びBからなる群中の一部材以上を含むことを特徴とする、請求項106〜143のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 単数または複数のコアは、Er,Yb,Nd,La,Ho,Dy及び/またはTmなどの希土類のうちの1種類以上を含むことを特徴とする、請求項106〜144のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- ファイバーが、少なくともファイバー長の一部に沿って、長周期格子またはファイバーブラッグ格子を有することを特徴とする、請求項106〜145のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- ファイバーは、シリカ、カルコゲン、または他のタイプのガラスである背景材料を含むことを特徴とする、請求項106〜146のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- ファイバーは、重合体である背景材料を含むことを特徴とする、請求項106〜147のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーが、クラッドポンプファイバーレーザまたは増幅器であることを特徴とする、請求項106〜148のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、ポンプ放射源と1本の前記光ファイバーを備えたクラッドポンプファイバーレーザもしくは増幅器であることを特徴とする、請求項106〜149のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記所定の波長は、前記ポンプ放射源の波長によって決定することができることを特徴とする、請求項106〜150のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記光ファイバーの断面は、ファイバーの全長に渡り、内側クラッド領域が非均一形状であることを特徴とする、請求項106〜151のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部は、周期的に配分されていることを特徴とする、請求項106〜152のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド領域は、コアで生成された光のリザーバとして作用することを特徴とする、請求項106〜153のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、2本以上のコアを備えていることを特徴とする、請求項106〜154のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記2本以上のコアは、高出力広帯域増幅用に構成されていることを特徴とする、請求項106〜155のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- ファイバーコア材料は、内側クラッド領域の背景材料と同じであることを特徴とする、請求項106〜156のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記光ファイバーは、両方向に光をポンピングすることを特徴とする、請求項106〜157のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分または全体において、二つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部間の最短距離が1.0μm未満であることを特徴とする、請求項106〜158のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分または全体において、二つの最も近い位置に隣接する外側クラッド部の間の最短距離は、例えば、0.5μm未満、0.4μm未満、0.3μm未満、または0.2μm未満であることを特徴とする、請求項106〜159のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 前記第1の外側クラッド部の大部分もしくは全体において、二つの最も近い位置で隣接する外側クラッド部の間の最短距離が、所定の波長より小さいことを特徴とする、請求項106〜160のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第2の外側クラッド領域は、均質材料から形成することを特徴とする、請求項106〜161のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部の最大断面寸法は、10μm以下であることを特徴とする、請求項106〜162のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部の最大断面寸法は、3μm以下であることを特徴とする、請求項106〜163のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッドが、背景材料と複数のクラッド部を有し、前記クラッド部は、背景材料の屈折率より大きいか、または小さいことを特徴とする、請求項106〜164のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部の屈折率は、背景材料の屈折率より小さいことを特徴とする、請求項106〜165のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部は間隙であることを特徴とする、請求項106〜166のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部には、空気、気体、液体または重合体、あるいはそれらの組み合わせを充填することを特徴とする、請求項106〜167のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部の屈折率は、背景材料の屈折率より低く、内側クラッド部の断面径もしくは寸法は、隣接する内側クラッド部の中心間の間隔の0.3〜0.6倍、好ましくは0.3〜0.5倍、さらに好ましくは0.2〜0.3倍、最も好ましくは0.22〜0.28倍であることを特徴とする、請求項106〜168のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 隣接する内側クラッド部の間の中心間の間隔は、中心間の間隔の平均であることを特徴とする、請求項106〜169のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 中心間の間隔は、5μmより大きく、例えば、8〜12μm、または、約10μmであることを特徴とする、請求項106〜170のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- コアは、屈折率を、内側クラッドの背景材料の屈折率より上げ下げするためのドーパントを1種類以上含むことを特徴とする、請求項106〜171のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッドの外径は、60〜400μmの範囲内または200〜400μmの範囲内であることを特徴とする、請求項106〜172のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーは、第1の端部と第2の端部を有する長手の形状であり、第1の端部の第1の外側クラッド部の断面積は、第2の端部の第1の外側クラッド部のどの部分の断面積より大きいことを特徴とする、請求項106〜173のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第2の端部には、第1の外側クラッド部を備えていない、もしくは、第1の外側クラッド部は、第2の端部において完全に潰して形成してあることを特徴とする、請求項106〜174のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部が、ファイバーの軸方向に延在する長手の形状であることを特徴とする、請求項106〜175のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 内側クラッド部が、ファイバーの軸方向に延在する長手の形状であることを特徴とする、請求項106〜176のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部を包囲する背景材料または、隣接する第1の外側クラッド部の間の領域を充填するブリッジ材料の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より小さいことを特徴とする、請求項106〜177のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 第1の外側クラッド部を包囲する背景材料または、隣接する第1の外側クラッド部の間の領域を充填するブリッジ材料の屈折率は、内側クラッドの背景材料の屈折率より4%小さく、例えば、3%、または2%、あるいは1%小さいことを特徴とする、請求項106〜178のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- コアの屈折率と内側クラッドの背景材料の屈折率との違いが1.0%未満であり、例えば、0.5%未満、または0.2%未満、あるいは、0.1%未満、もしくは0.05%未満であることを特徴とする、請求項106〜179のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- コアの屈折率が、内側クラッドの背景材料の屈折率以上であることを特徴とする、請求項106〜180のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- コアの屈折率が、内側クラッドの背景材料の屈折率以下であることを特徴とする、請求項106〜181のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 光ファイバーが、内視鏡であることを特徴とする、請求項106〜182のいずれか1つに記載の光ファイバー。
- 一つ以上の所定の波長の光を誘導するための光ファイバーの製造方法であり、前記方法は、
(a)母材を準備する工程を含み、前記母材は、
(vi)光ファイバーのコア領域(52)を提供する一つ以上の中心母材要素(144)を含み、前記中心母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した1つ以上の要素と、
(vii)光ファイバーの内側クラッド領域(53)を提供するための、複数の内側クラッド母材要素(142,143)であって、前記内側クラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した一つ以上の要素を備えるものと、
(viii)光ファイバーの第1の外側クラッド領域を提供するための、複数の第1の外側クラッド母材要素(141)であって、前記第1の外側クラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した複数の要素を備えるものと、
(ix)任意で、光ファイバーの、一つ以上のさらに外側のクラッド領域を提供するため、複数のさらに外側のクラッド母材要素であって、前記さらに外側のクラッド母材要素は、ロッド、管、またはその組み合わせからなる群から選択した複数の要素を備えるものと、
(x)光ファイバーの外径を提供するためのオーバークラッド母材要素(140)であって、前記オーバークラッド母材要素は、管形状の要素を備えるものとを含み、
(b)さらに、前記母材をファイバー内に引き入れる工程を備え、
前記第1の外側クラッド母材要素は、光ファイバーの二つの隣接する第1の外側クラッド要素間の最短距離が、光ファイバーにおいて伝達される一つ以上の所定の波長を有する前記光の波長より小さくなるように配置されていることを特徴とする方法。 - 前記第1の外側クラッド母材要素が、光ファイバーの二つの隣接する第1の外側クラッド要素の間の最短距離が、1.0μmより小さくなるように配置されていることを特徴とする、請求項184に記載の方法。
- 前記一つ以上の中心母材要素が、希土類要素でドーピングされていることを特徴とする、請求項184または185に記載の方法。
- 前記複数の内側クラッド母材要素が、非ドープシリカから形成されていることを特徴とする、請求項184〜186のいずれか1つに記載の方法。
- 前記複数の内側クラッド母材要素が、空気を含む毛細管から構成されていることを特徴とする、請求項184〜187のいずれか1つに記載の方法。
- 前記第1の外側クラッド母材要素が、空気を含む毛細管から構成されており、前記毛細管は、前記内側クラッド母材要素の毛細管によって提供される空気充填率より高い空気充填率を含むことを特徴とする、請求項184〜188のいずれか1つに記載の方法。
- 前記管とロッドが、円形、四角形または長方形の断面形状を有することを特徴とする、請求項184〜189のいずれか1つに記載の方法。
- 前記延伸ファイバーが、その全長に渡り異なる外形を有しており、好ましくは、前記延伸ファイバー(160)は、一端(162)が円形であり、他端が(161)が長方形であることを特徴とする、請求項184〜190のいずれか1つに記載の方法。
- 光レーザ、光増幅器、または内視鏡において、請求項1から105に記載の、または、請求項184〜191のいずれかに記載の方法によって製造した光ファイバーの使用。
- 前記光レーザが、高出力レーザであり、好ましくはクラッドポンプレーザであることを特徴とする、請求項192に記載の使用。
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---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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WO (1) | WO2003019257A1 (ja) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007208107A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバレーザ |
JP2007310135A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Imra America Inc | 大きな漏れチャンネルを持つファイバとロッド中のシングルモード伝搬 |
JP2008242459A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Imra America Inc | 超高開口数光ファイバ |
JP2009053295A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ及びその製造方法 |
JP2009524252A (ja) * | 2006-01-20 | 2009-06-25 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 表面放出ファイバ・レーザ |
JP2009230080A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニック結晶ファイバ |
JP2009543126A (ja) * | 2006-06-30 | 2009-12-03 | コーニング インコーポレイテッド | 微細構造伝送光ファイバ |
JP2011138143A (ja) * | 2004-01-16 | 2011-07-14 | Imra America Inc | 大コア穴あきファイバ |
JP2012103513A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Fujikura Ltd | 光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置 |
JP2012209597A (ja) * | 2003-06-03 | 2012-10-25 | Imra America Inc | インライン、高エネルギファイバチャープパルス増幅システム |
WO2012172997A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 古河電気工業株式会社 | マルチコア増幅光ファイバ |
WO2012172996A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 古河電気工業株式会社 | マルチコア増幅光ファイバ |
JP2013033865A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 |
JP2013033863A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ、光ファイバの製造方法及び光増幅器 |
WO2014073459A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及び光増幅器 |
WO2014073458A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及び光増幅器 |
US8873916B2 (en) | 2005-05-20 | 2014-10-28 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
JP2015111180A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 学校法人トヨタ学園 | 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 |
JP2016042164A (ja) * | 2014-08-19 | 2016-03-31 | 富士通株式会社 | 光伝送媒体及び光増幅器 |
KR20160100360A (ko) * | 2013-12-15 | 2016-08-23 | 인포테크 에스피. 오. 오. | 미세구조형 다중코어 광섬유(mmof), 및 미세구조형 다중코어 광섬유의 코어를 독립적으로 어드레싱하기 위한 장치 및 이러한 장치의 제작 방법 |
US9632243B2 (en) | 2007-09-26 | 2017-04-25 | Imra America, Inc. | Glass large-core optical fibers |
Families Citing this family (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE437378T1 (de) | 2002-03-15 | 2009-08-15 | Crystal Fibre As | Mikrostrukturierte optische faser mit mantelungsaussparung, verfahren zu ihrer herstellung und vorrichtung damit |
DE10330361A1 (de) * | 2003-07-01 | 2005-02-03 | IAP-Institut für angewandte Photonik e.V. | Photonische Kristallfaser und Verfahren zu ihrer Herstellung |
AU2003302807A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-30 | Crystal Fibre A/S | Improvements relating to photonic crystal fibres |
FR2855619B1 (fr) | 2003-05-27 | 2005-07-22 | Cit Alcatel | Fibre optique pour amplification ou pour emission laser |
DE602004005625T2 (de) | 2003-05-28 | 2007-12-13 | Fujikura Ltd. | Verfahren zum Anregen eines optischen Faserverstärkers |
EP1627248A4 (en) * | 2003-05-29 | 2008-06-04 | Univ Michigan | ELECTRONIC SCANNING MICROSCOPE WITH DOUBLE SHEATH FIBERS |
JP2005025056A (ja) * | 2003-07-04 | 2005-01-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニック結晶ファイバ |
EP1725899A2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-11-29 | Crystal Fibre A/S | Optical coupler devices, methods of their production and use |
US7792408B2 (en) | 2004-08-25 | 2010-09-07 | Nkt Photonics A/S | Method of inducing refractive index structures in a micro-structured fiber, a micro-structured fiber and an article |
JP2006093613A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-04-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ、光ファイバ増幅器及び光ファイバレーザ光源 |
JP4561314B2 (ja) * | 2004-10-28 | 2010-10-13 | 日立電線株式会社 | ファイバレーザ用光ファイバ、ファイバレーザ及びレーザ発振方法 |
DK1846784T3 (en) | 2004-12-30 | 2016-10-03 | Imra America Inc | Fiber with photonic band gap |
FR2881845B1 (fr) | 2005-02-04 | 2007-06-01 | Centre Nat Rech Scient | Fibre optique composite pour laser a confinement d'ondes de pompe et de laser, applications aux lasers |
US7813603B2 (en) | 2005-07-08 | 2010-10-12 | Nkt Photonics A/S | Optical coupler devices, methods of their production and use |
US8045259B2 (en) | 2005-11-18 | 2011-10-25 | Nkt Photonics A/S | Active optical fibers with wavelength-selective filtering mechanism, method of production and their use |
WO2007079750A1 (en) * | 2006-01-11 | 2007-07-19 | Koheras A/S | A super continuum source comprising a photonic crystal fibre, a system, a method and use |
US7532792B2 (en) | 2006-08-28 | 2009-05-12 | Crystal Fibre A/S | Optical coupler, a method of its fabrication and use |
WO2007107163A1 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Crystal Fibre A/S | An optical coupler, a method of its fabrication and use |
JP5600601B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2014-10-01 | イムラ アメリカ インコーポレイテッド | 高出力並列ファイバアレイ |
US7590324B1 (en) * | 2008-07-24 | 2009-09-15 | Corning Incorporated | Double-clad optical fibers and devices with double-clad optical fibers |
US9001414B2 (en) | 2008-11-28 | 2015-04-07 | Nkt Photonics A/S | Cladding-pumped optical waveguide |
JP5597005B2 (ja) | 2010-03-24 | 2014-10-01 | 株式会社フジクラ | 光ファイバ型光学フィルタ |
JP2012114476A (ja) * | 2012-03-16 | 2012-06-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅用光ファイバ |
CN107300738B (zh) * | 2017-06-27 | 2024-05-24 | 中国电子科技集团公司电子科学研究院 | 一种光纤 |
CN107367788A (zh) * | 2017-09-20 | 2017-11-21 | 北京交通大学 | 一种大模场改进型多层沟槽光纤 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5802236A (en) * | 1997-02-14 | 1998-09-01 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising a micro-structured optical fiber, and method of making such fiber |
US5907652A (en) * | 1997-09-11 | 1999-05-25 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising an air-clad optical fiber |
US5949941A (en) * | 1997-11-21 | 1999-09-07 | Lucent Technologies Inc. | Cladding-pumped fiber structures |
WO2001037008A2 (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Corning Incorporated | Photonic crystal fibers with high resistance to bend loss |
US6418258B1 (en) * | 2000-06-09 | 2002-07-09 | Gazillion Bits, Inc. | Microstructured optical fiber with improved transmission efficiency and durability |
US20030190129A1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-10-09 | Ian Bassett | Optical waveguide fibre |
US6658183B1 (en) * | 2000-10-20 | 2003-12-02 | Lucent Technologies Inc. | Process for fabricating tapered microstructured fiber system and resultant system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9929344D0 (en) * | 1999-12-10 | 2000-02-02 | Univ Bath | Improvements in or relating to photonic crystal fibres |
-
2002
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- 2002-08-30 JP JP2003524065A patent/JP4511831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5802236A (en) * | 1997-02-14 | 1998-09-01 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising a micro-structured optical fiber, and method of making such fiber |
US5907652A (en) * | 1997-09-11 | 1999-05-25 | Lucent Technologies Inc. | Article comprising an air-clad optical fiber |
JPH11142672A (ja) * | 1997-09-11 | 1999-05-28 | Lucent Technol Inc | シリカベースの光ファイバを有する物品 |
US5949941A (en) * | 1997-11-21 | 1999-09-07 | Lucent Technologies Inc. | Cladding-pumped fiber structures |
WO2001037008A2 (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Corning Incorporated | Photonic crystal fibers with high resistance to bend loss |
US6418258B1 (en) * | 2000-06-09 | 2002-07-09 | Gazillion Bits, Inc. | Microstructured optical fiber with improved transmission efficiency and durability |
US20030190129A1 (en) * | 2000-08-25 | 2003-10-09 | Ian Bassett | Optical waveguide fibre |
US6658183B1 (en) * | 2000-10-20 | 2003-12-02 | Lucent Technologies Inc. | Process for fabricating tapered microstructured fiber system and resultant system |
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012209597A (ja) * | 2003-06-03 | 2012-10-25 | Imra America Inc | インライン、高エネルギファイバチャープパルス増幅システム |
JP2011138143A (ja) * | 2004-01-16 | 2011-07-14 | Imra America Inc | 大コア穴あきファイバ |
US8861913B2 (en) | 2004-01-16 | 2014-10-14 | Imra America, Inc. | Large core holey fibers |
US9645309B2 (en) | 2004-01-16 | 2017-05-09 | Imra America, Inc. | Large core holey fibers |
US10197727B2 (en) | 2004-01-16 | 2019-02-05 | Imra America, Inc. | Large core holey fibers |
JP2012209600A (ja) * | 2004-01-16 | 2012-10-25 | Imra America Inc | 大コア穴あきファイバ |
US9664849B2 (en) | 2005-05-20 | 2017-05-30 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
US8873916B2 (en) | 2005-05-20 | 2014-10-28 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
US10067289B2 (en) | 2005-05-20 | 2018-09-04 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
US9281650B2 (en) | 2005-05-20 | 2016-03-08 | Imra America, Inc. | Single mode propagation in fibers and rods with large leakage channels |
JP2009524252A (ja) * | 2006-01-20 | 2009-06-25 | マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー | 表面放出ファイバ・レーザ |
JP2007208107A (ja) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Hitachi Cable Ltd | 光ファイバレーザ |
JP2007310135A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Imra America Inc | 大きな漏れチャンネルを持つファイバとロッド中のシングルモード伝搬 |
JP2009543126A (ja) * | 2006-06-30 | 2009-12-03 | コーニング インコーポレイテッド | 微細構造伝送光ファイバ |
US8705924B2 (en) | 2007-03-27 | 2014-04-22 | Imra America, Inc. | Ultra high numerical aperture optical fibers |
JP2008242459A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Imra America Inc | 超高開口数光ファイバ |
JP2009053295A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ及びその製造方法 |
JP4490464B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2010-06-23 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ及びその製造方法 |
US9632243B2 (en) | 2007-09-26 | 2017-04-25 | Imra America, Inc. | Glass large-core optical fibers |
US10353144B2 (en) | 2007-09-26 | 2019-07-16 | Imra America, Inc. | Glass large-core optical fibers |
JP2009230080A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | フォトニック結晶ファイバ |
JP2012103513A (ja) * | 2010-11-10 | 2012-05-31 | Fujikura Ltd | 光ファイバ、及び、これを用いたレーザ装置 |
US9423559B2 (en) | 2011-06-16 | 2016-08-23 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Multi-core amplification optical fiber |
WO2012172997A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 古河電気工業株式会社 | マルチコア増幅光ファイバ |
JPWO2012172996A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2015-02-23 | 古河電気工業株式会社 | マルチコア増幅光ファイバ |
WO2012172996A1 (ja) * | 2011-06-16 | 2012-12-20 | 古河電気工業株式会社 | マルチコア増幅光ファイバ |
JP2013033865A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 |
JP2013033863A (ja) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ、光ファイバの製造方法及び光増幅器 |
US9252556B2 (en) | 2012-11-07 | 2016-02-02 | Fujikura Ltd. | Amplifying optical fiber and optical amplifier |
US9515450B2 (en) | 2012-11-07 | 2016-12-06 | Fujikura Ltd. | Amplifying optical fiber and optical amplifier |
WO2014073458A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及び光増幅器 |
WO2014073459A1 (ja) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | 株式会社フジクラ | 増幅用光ファイバ及び光増幅器 |
JP2015111180A (ja) * | 2013-12-06 | 2015-06-18 | 学校法人トヨタ学園 | 光ファイバおよび光ファイバの製造方法 |
KR20160100360A (ko) * | 2013-12-15 | 2016-08-23 | 인포테크 에스피. 오. 오. | 미세구조형 다중코어 광섬유(mmof), 및 미세구조형 다중코어 광섬유의 코어를 독립적으로 어드레싱하기 위한 장치 및 이러한 장치의 제작 방법 |
JP2017504053A (ja) * | 2013-12-15 | 2017-02-02 | インフォテック エスピー.オー.オー.Inphotech Sp. O. O. | 微細構造マルチコア光ファイバ(mmof)、及び微細構造マルチコア光ファイバのコアを個別に指定するための装置、及びこの装置の製造方法 |
KR102426375B1 (ko) * | 2013-12-15 | 2022-07-27 | 인포테크 에스피. 제트 오. 오. | 미세구조형 다중코어 광섬유(mmof), 및 미세구조형 다중코어 광섬유의 코어를 독립적으로 어드레싱하기 위한 장치 및 이러한 장치의 제작 방법 |
JP2016042164A (ja) * | 2014-08-19 | 2016-03-31 | 富士通株式会社 | 光伝送媒体及び光増幅器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60217684T2 (de) | 2007-11-15 |
EP1421420A1 (en) | 2004-05-26 |
AU2002336075B2 (en) | 2008-05-08 |
ATE352050T1 (de) | 2007-02-15 |
EP1421420B1 (en) | 2007-01-17 |
JP4511831B2 (ja) | 2010-07-28 |
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