[發明專利]光纖以及光纖裝置

有效

• 申請號: 200710145666.6
• 申請日: 2007-09-10
• 公開（公告）號: CN101144872A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 中西哲也;長谷川健美;平野正晃
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B1/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司
• 代理人: 顧紅霞;張天舒

技術領域

本發明涉及光纖以及光纖裝置。

背景技術

高非線性光纖是與光通信系統中的標準光傳輸光纖相比非線性系數更大的光纖(例如，參見M.Onishi，ECOC’99，pp.II-216-II-219)。在諸如光開關、光放大器和光發生器等光學裝置中，使用這種高非線性光纖作為產生非線性光學現象的介質。公知的是，受激布里淵(Brillouin)散射(SBS)的發生限制了光學裝置的性能。

術語“受激布里淵散射”是指這樣一種現象，即：當功率在某一閾值之上的光入射到光纖中時，一部分光反射并因此導致光不能以高的強度通過光纖傳輸。為了提高產生非線性光學現象的效率，高非線性光纖的有效面積設計為較小，以增大傳輸光的功率密度。這種設計使得與標準光傳輸光纖相比更容易發生受激布里淵散射。結果，傳輸光的強度受到限制，光學裝置的效率受到限制。

考慮到上述問題，J.Hansryd等人，J.Lightwave?Techn.，Vol.19，pp.1691-1697(2001)(文獻1)和美國專利No.5,170,457提出了用于抑制在高非線性光纖中發生受激布里淵散射的技術。在文獻1中描述的技術是利用施加于光纖上的溫度梯度來增大受激布里淵散射的閾值。在美國專利No.5,170,457中描述的技術是通過將光纖設計為使得不引導聲波通過芯體來增大受激布里淵散射的閾值。

然而，因為必須消耗較多的能量來保持需要的溫度，并且需要大型設備，因此從實用的角度上來看，在文獻1中描述的技術不令人滿意。美國專利No.5,170,457建議將作為摻雜劑包含在光纖中的Al₂O₃的濃度優選地保持在不超出8wt％(重量百分比，以下同)的范圍內。換句話說，美國專利No.5,170,457沒有將獲得高非線性所需的Al₂O₃的濃度(即，12wt％)考慮在內。

發明內容

本發明的目的是提供這樣一種光纖以及光纖裝置：其可以在保持高非線性的同時抑制受激布里淵散射的發生。

為了達到該目的，本發明提供一種包括纖芯的光纖，所述纖芯由作為主要成分的SiO₂構成并且含有濃度為15wt％或更高的Al₂O₃，在預定波長下，所述光纖只允許傳播基模，并且色散的絕對值為5ps/nm/km或更小。所述預定波長是例如在1.4μm至1.7μm范圍內的波長。

優選的是，在所述預定波長下，所述光纖具有15μm²或更小的有效面積，并且具有比如下光纖大3dB或更多的受激布里淵散射閾值，即：包括由GeO₂-SiO₂玻璃構成的纖芯并且具有相似的折射率分布的光纖。在所述光纖中，所述纖芯優選地含有選自Ge、P、Ba、Pb、Ga、In和Tl中的一種或多種元素。優選的是，在1.55μm的波長下，根據本發明的光纖具有70dB/km或更小的傳輸損失。優選的是，所述光纖還包括：凹陷區域，其包圍所述纖芯并相對于SiO₂具有負的相對折射率差；以及包層，其包圍所述凹陷區域并具有比所述凹陷區域大的折射率。

另外，本發明提供一種光纖裝置，所述光纖裝置包括具有纖芯的光纖，所述纖芯由作為主要成分的SiO₂構成并且含有濃度為15wt％或更高的Al₂O₃，所述光纖引導具有不同波長的第一光和第二光，從而使得所述第一光和所述第二光通過傳輸過程中的非線性光學現象而彼此相互作用，由此導致所述光纖輸出通過所述非線性光學現象調制的第一光或第二光、或者通過所述非線性光學現象新產生的具有不同波長的第三光。

優選的是，所述第一光和所述第二光中之一是待放大的光，所述第一光和所述第二光中的另一個是在1GHz或更低頻率下受到調制的抽運光，所述抽運光在所述光纖中將所述待放大的光放大。作為選擇，優選的是，所述第一光和所述第二光中之一是待放大的光，所述第一光和所述第二光中的另一個是抽運光，所述抽運光在未受到調制的情況下入射到所述光纖中，從而在所述光纖中將所述待放大的光放大。

附圖說明

圖1A是根據本發明實施例的光纖的橫截面圖，圖1B是示出光纖的折射率分布的概念圖。

圖2是示出在光纖和光學玻璃(bulk?glass)中的內摩擦系數Γ與Al₂O₃的濃度之間的關系的曲線圖。