JP5612654B2 - ファイバ・レーザおよびファイバ増幅器用の希土類がドープされ有効区域が大きい光ファイバ - Google Patents
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Claims (38)
- コア半径ρ及びコア屈折率ncoreを有するコアと、
前記コアのまわりに配置された第1のクラッドと、
前記第1のクラッドのまわりに配置された第2のクラッドとを備え、
前記第1のクラッドは外半径ρ1及び屈折率nc1を有し、前記コア及び前記第1のクラッドは屈折率の差Δn=ncore−nc1及び約0.05より小さい開口数(NA)を有し、前記NAはncore及びnc1により決定されるものであり、
前記第1のクラッド及び前記第2のクラッドは屈折率の差Δn1を有し、
10より小さく1より大きい数のモードが前記コアにおいてサポートされ、
前記第1のクラッドの外半径ρ1は、約1.1ρより大きいが約2ρよりも小さく、
前記第1のクラッド及び前記第2のクラッド間の屈折率の差Δn1は、約1.5Δnより大きいが約50Δnよりも小さく
前記コアは、少なくとも200平方ミクロンのドープされた領域を含む、大口径コアの光ファイバ。 - 前記大口径コアの光ファイバは、曲げられるものであり、実質的に同じコア半径ρとクラッド及びコア間の屈折率の差Δnを有する大口径コアの光ファイバに比べ、低減された曲げ損失をともなうように構成される、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- Δnは約10−3より小さい、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは約50μmと同じ大きさであり、前記Δnは約8x10−5より小さい、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは約50μmと同じ大きさであり、前記NAは約0.015より小さい、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは、シリカの屈折率の約±0.003以内にある平均屈折率を有するドープされた領域を含む、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記第1のクラッドは前記コアよりわずかに大きく、前記第1のクラッドの外半径ρ1は、1.1ρ<ρ1<1.5ρの範囲にある、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 1.5Δn<Δn1<10Δnである、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは、部分的に希土類がドープされている、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは、全体的に希土類がドープされている、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアの半径は、約25μmと同じ大きさである、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記第2のクラッドのまわりに配置された第3のクラッドと、前記コア、前記第1のクラッド及び前記第2のクラッドを含むポンプ伝搬領域とをさらに備える、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- コーティングと、ポンプガイドを形成するための、前記コーティングと前記第2のクラッド間に配置された追加のクラッドとをさらに備える、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記コアは、約5x10−4より小さい最大ピークトゥピークの変化をともなう実効屈折率の均一性を有する、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記大口径コアの光ファイバの一部は、ホーリー・ファイバを有する、請求項1に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 屈折率を有するシリカと、
前記シリカ中の少なくとも約10モル%のリンと、
前記シリカ中の少なくとも約10モル%のホウ素と、
前記シリカ中で少なくとも約1000モルppmの濃度を有する、前記シリカ中の希土類イオンとを含み、
前記リン、前記ホウ素、および前記希土類イオンをその中に有する前記シリカは、シリカの屈折率の約±0.003以内である屈折率を有する、請求項2に記載の大口径コアの光ファイバ。 - 光増幅を提供する光ファイバ・システムであって、
前記光ファイバ・システムは、
請求項1に記載の大口径コアの光ファイバと、
前記大口径コアの光ファイバへ光学的に結合された光ポンプと、
前記大口径コアの光ファイバの入力に光学的に結合された光ソースとを備え、
前記大口径コアの光ファイバの前記コアは、希土類イオンの一つ又は複数の種類でドープされており、前記大口径コアの光ファイバは、前記コア及び前記第1のクラッドにより形成される組み合わされた導波路を含む、光ファイバ・システム。 - 前記組み合わされた導波路は、前記コアにおいてサポートされるモードが前記第1のクラッドで実質的なパワーを有するモードに比べ利得を増加させたように、構成される、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記コアは、前記コア内で放射される入力ビームを受信するよう構成され、
前記入力ビームは、前記大口径コアの光ファイバの基本モードにある、請求項17に記載の光ファイバ・システム。 - 前記大口径コアの光ファイバは、前記コアにおいて1から10までのモードをサポートするよう構成される、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記組み合わされた導波路においてサポートされるモードの数とサポートされるモードの数間のモード間結合とが、前記コアにおいてサポートされるモードが前記第1のクラッドで実質的なパワーを有するモードと比べて利得を増加させたように限定されるように、前記第1のクラッドの外半径ρ1及び前記Δnの値はとられている、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記コアは実質的な屈折率の均一性を有する、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記コアの半径は約25μmと同じ大きさである、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記大口径コアの光ファイバの一部はホーリー・ファイバを含む、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記大口径コアの光ファイバは、曲げられるものであり、実質的に同じコア半径ρとクラッド及びコア間の屈折率の差Δnを有する大口径コアの光ファイバに比べ、低減された曲げ損失をともなうように構成される、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記大口径コアの光ファイバは、前記第2のクラッドのまわりに配置された第3のクラッドと、前記コア、前記第1のクラッド及び前記第2のクラッドを含むポンプ伝搬領域とをさらに含む、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- コーティングと、ポンプガイドを形成するための、前記コーティングと前記第2のクラッド間に配置された追加のクラッドとをさらに備える、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記第1のクラッドは前記コアよりわずかに大きく、前記第1のクラッドの外半径ρ1は、1.1ρ<ρ1<1.5ρの範囲にある、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記大口径コアの光ファイバの前記入力はテーパーをつけられ、前記大口径コアの光ファイバは前記テーパーづけられた入力から伸びる長さを有し、前記テーパーづけられた入力は前記テーパーづけられた入力から伸びる前記長さより低減された数の光モードをサポートする、請求項17に記載の光ファイバ・システム。
- 前記大口径コアの前記コアは、
屈折率を有するシリカと、
前記シリカ中の少なくとも約10モル%のリンと、
前記シリカ中の少なくとも約10モル%のホウ素と、
前記シリカ中で少なくとも約1000モルppmの濃度を有する、前記シリカ中の希土類イオンとを含み、
前記リン、前記ホウ素、および前記希土類イオンをその中に有する前記シリカは、シリカの屈折率の約±0.003以内である屈折率を有する、請求項17に記載の光ファイバ・システム。 - 前記希土類イオンはイッテルビウム・イオンを有する、請求項16に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記希土類イオンは、少なくとも約3000モルppmのYb3+を含む、請求項31に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記希土類イオンは、少なくとも約3000モルppmのYb3+、および少なくとも約100モルppmのEr3+を含む、請求項31に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記ドープされたガラスの光黒化効果は、同等量のイッテルビウム・ドーピング・レベルを有するファイバの光黒化効果に比べて低い、請求項32又は33に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記ドープされたガラスは、失透を示すことなく20,000モルppmまでのイッテルビウム・ドーピング・レベルを含む、請求項32又は33に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記ドープされたガラスは、ポンプ波長で300〜1500db/mの範囲に吸収を示す、請求項31に記載の大口径コアの光ファイバ。
- 前記ドープされたガラスは、光利得媒体の一部として配置され、
前記ドープされたガラスは、少なくとも約3000モルppmのYbを有する希土類イオンを含み、
前記光利得媒体は、同等量のイッテルビウム・ドーピング・レベルを有する利得媒体よりも低い光黒化効果を提供する、請求項32又は33に記載の大口径コアの光ファイバ。 - 前記低い光黒化効果は、少なくとも部分的には、前記ドープされたガラス中に前記リンを含んでおり、それによりイッテルビウム・クラスタリングを防止するため、生じるものである、請求項37に記載の大口径コアの光ファイバ。
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