[發(fā)明專利]中空芯光纖和激光系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110941824.9
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN113608297A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設計）人: J·K·朗格塞;C·雅各布森;M·米基耶萊托
• 申請（專利權）人: NKT光子學有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

本發(fā)明公開了中空芯光纖和激光系統(tǒng)。一種中空芯光子晶體光纖(PCF)，包括外包層區(qū)域和由外包層區(qū)域圍繞的7個中空管。中空管中的每一個熔合到外包層以形成限定內包層區(qū)域和由內包層區(qū)域圍繞的中空芯區(qū)域的環(huán)。中空管彼此不接觸，但以距相鄰中空管的距離布置。中空管各自具有平均外直徑d2和平均內直徑d1，其中d1/d2等于或大于約0.8，諸如等于或大于約0.85，諸如等于或大于約0.9。還公開了一種激光系統(tǒng)。

本申請是2018年6月22日提交的申請?zhí)枮?01680075508.5、發(fā)明名稱為“中空芯光纖和激光系統(tǒng)”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及中空芯光子晶體光纖和包括這種中空芯光纖的激光系統(tǒng)。

背景技術

中空芯光子晶體光纖(PCF)已被公知多年，并且在一些應用中，由于其非常低的傳播損耗、低非線性效應和高損傷閾值，與實心芯PCF相比非常有吸引力。

中空光纖是這樣的光纖，其基本上在中空區(qū)域內引導光，使得只有很小部分的光功率在圍繞芯體的固體光纖材料中傳播。中空區(qū)域可以填充空氣或任何其它氣體，或者可以將其抽空以具有非常低的氣體壓力。

多年來已經(jīng)開發(fā)了幾種類型的中空芯PCF，諸如例如在US6892018中描述的中空芯光子帶隙光纖，例如在US8306379中描述的Kagome設計型光纖。

Kagome型光纖借助于抗諧振效應引導光，并且允許比在光子帶隙光纖中實現(xiàn)的基本更寬的光譜傳輸。

近年來，這種中空芯抗諧振光纖(ARF)已被深入研究，特別是其目的是進一步在低損耗和寬光譜傳輸方面改進光纖。

為了減少衰減，Kolyadin等人在光學快報(Optics Express)2013年第21卷第9514至9519頁提出了一種具有由8個相同毛細管圍繞的中空芯的中空芯光纖。得出的結論是，為了減少損耗，較大的芯尺寸是優(yōu)選的，并且通過增加包層中的毛細管數(shù)量可以實現(xiàn)減少的損耗。

現(xiàn)有技術的中空芯抗諧振光纖的另一個缺點是它們不是純粹的單模波導，因為它們也支持一些高階模(HOM)。由于這些HOM通常具有相對較低的損耗，所以很難在沒有HOM污染的情況下發(fā)射純LP01模態(tài)，并且可以通過彎曲或外部應力來激發(fā)其它HOM。

為了試圖解決這個問題并實現(xiàn)盡可能高的HOM抑制，同時保持LP01模態(tài)的合理低損耗，在Gunedi等人在2015年8月27日康奈爾大學圖書館arXiv：1508.06747[物理光學(physics.optics)]“由較高階模態(tài)的諧振濾波的寬頻帶魯棒單模中空芯PCF(Broad-bandrobustly single-mode hollow-core PCF by resonant filtering of higher ordermodes)”中提出了改進的光纖設計。在這篇文章中描述的ARR光纖包括由六個均勻間隔且非接觸的毛細管(在下文中也稱為中空管)圍繞的中空芯(內直徑D)，其具有壁厚t和內直徑d，被支撐在厚壁支撐毛細管內。非觸摸的玻璃元件具有定制的模態(tài)，以確保與較高階的芯模態(tài)的諧振相位匹配耦合，使得它們以非常高的速率泄漏到支撐固體玻璃護套中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在光纖以低損耗引導的寬波長帶上可以實現(xiàn)非常高的HOM抑制，只要比率d/D≈0.68且管壁T的壁足夠薄即t/D＝0.01。

WO15185761描述了一種類似的抗諧振中空芯光纖，其包括限定內包層表面的第一管狀包層元件，附接到包層表面并一起限定具有有效半徑的芯體的多個第二管狀元件，第二管狀元件以間隔開的關系布置，并且第二管狀元件的相鄰一個管狀元件與其之間具有間隔，以及多個第三管狀元件，各自嵌套在第二管狀元件的相應一個管狀元件內。得出的結論是用于抑制HOM的最優(yōu)的管數(shù)是6。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種緩解上述至少一個缺點的中空芯PCF。

在一個實施例中，目的是提供具有高光譜傳輸和高HOM抑制的中空芯PCF。