[發明專利]光子光纖具有堅固的有效表面

有效

• 申請號: 02107502.6
• 申請日: 2002-03-14
• 公開（公告）號: CN1375710A
• 公開（公告）日: 2002-10-23
• 發明（設計）人: 多米尼克·巴雅特;勞倫特·伯斯洛特
• 申請（專利權）人: 阿爾卡塔爾公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B6/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 羅亞川

本發明涉及用光學光纖(光纖)傳輸的領域，尤其涉及用光子光纖傳輸的領域。

根據與光纖折射系數(折射率)的半徑相結合的函數圖形的狀態人們通常為光纖鑒定系數分布圖。人們用傳統方式在橫坐標上表示到光纖的中心距離r，而在縱坐標上表示在包層折射系數和光纖折射系數之間的差別。對于具有梯級、梯形或三角形的各自形狀的圖形人們同樣用“梯級”、“梯形”或“三角形”的系數分布圖這個詞。這些曲線通常代表光纖理論分布圖或光纖規則，光纖生產的約束能夠導致明顯地不同的分布圖。根據該分布圖，這些系數的變動允許沿著光纖控制光線的傳播。

最近，叫做“光子的”的光纖出現了，英文也稱做“光子晶體光纖”(PCF)：這些光纖不象傳統的光纖完全由象被摻雜的硅那樣的透明的固體材料組成；在截面上，一根光子光纖具有多個氣孔。這些氣孔與光纖軸平行，并且沿著光纖縱向地伸展。實際上，這些氣孔可以通過裝配毛細管或硅柱體生產預制件獲得，通過在光纖內保持氣孔的圖案獲得。拉制一根這樣的預制件將生產一根具有與毛細管相對應的光纖。

在該光纖材料中存在這些氣孔將引起材料的平均系數的變動；這些系數的變動象在傳統的光纖中那樣能夠用于被適合的波長的發光信號的制導。這種光子光纖的說明在WOA-00?49?435號文件中被提供：該文件除了光子光纖的功能原理外，還描述了允許裝配這種光纖的方法。在右截面圖中，在該文件中所建議的氣孔圖案使用一種三角形的氣孔矩陣，就是說，這些可能的氣孔將按照它們彼此之間傾斜60°的三個方向形成線條。在該矩陣中刪除某些氣孔將允許對光線進行制導；尤其在一種實施方式中，光線中心的氣孔被刪除，以致在截面上，該光纖由按照三角形矩陣形成的氣孔所圍繞的固體核心組成。在第2實施方式中，在光纖中心預先準備了形成規則的六角形的頂點和中心的七個氣孔；在該中心六角形周圍，這些氣孔被安排在形成該光纖截面的路面的六角形的頂點上；盡管如此，它不在其它的六角形中心而是在中心六角形中心準備氣孔。該文件還建議使用不同直徑的氣孔，以便在它的中心周圍通過旋轉60°角取消該光纖的對稱性；這旨在修改光纖的雙折射。

在1999年11月的光波技術期刊17卷11號中，由R.F.Cregan等人發表的題為“從一種摻雜了Er³的光子晶體光纖自發發射的分布”一文研究了在一種光子光纖中的自發的發射。按照一種三角形矩陣氣孔被分配給具有六角形的形狀的光纖；在六角形的中心，該光纖不具有氣孔，并且硅用鉺摻雜。該文件研究在光纖的軸向泵送時自發發射的空間分布；它表明該分布是在光纖中的氣孔的分配函數，與模擬一致。在被摻雜的光纖的使用中沒有使用任何參考。

Thomas?Sondergaard和Gratings在2000年四月光波技術期刊(Journal?of?Lightwave?Technology)中18卷4號發表了題為“光子晶體分布的反饋光纖激光器”一文討論了用來實現光纖激光器的光子光纖的利用；它明確了用于信號或泵的方式表面比相應于傳統系數跳動的光纖的方式表面更加縮小或者更加重要。因此，光子光纖的利用允許實現小的泵送閾值的光纖激光器—在脆弱的方式表面的情況下—或實現強功率的激光器—在堅固的方式表面的情況下。該文件僅僅完成數字模擬，不包括全部實際的實施。

W.J.Wadsworth等人在2000年8月電子書信(Electronics?Letters)期刊上發表題為“摻雜Yb³⁺的光子光纖激光器”一文從實驗上闡明在一種光子光纖中的激光效應；該光纖通過一種摻雜Yb、并共同摻雜AI的硅管圍繞純硅毛細管而被組成；然后該部件被拉伸以便形成一種光纖，在該光纖周圍，放置一種純硅連接管。在被摻雜的光纖核心中圍繞被摻雜的核心和光線的兩排氣孔非常接近。

EP-A-1?043?816描述了一種雙包層光纖；信號在被摻雜的光纖核心中被傳輸，并且一個泵在第1包層中被注入。為了將該泵的光線向被摻雜的核心引導，建議在第1包層中準備被更改的系數區。這些被更改的系數區尤其可以用氣孔組成。在一種實施方式中，準備三個被更改的系數區，它們被分布在第1包層的周邊。在另一種實施方式中，準備六個被更改的系數區，形成等邊三角形的頂點和各邊的中心。有人提出，被更改的系數區同樣應盡可能被分布在離光纖核心遠的地方，以便在光纖核心中避免更改偏振(極化)。