專利名稱：有色散的光纖和光纖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖裝置，其中該裝置的總色散大于材料色散。
背景技術(shù)：
光纖可以引導(dǎo)有多個(gè)空間圖形的光，每個(gè)空間圖形被唯一地命名為光纖的橫模 (以下為了簡(jiǎn)化，稱它為模)。光纖中光信號(hào)的色散特性取決于它正在傳播的模。因此，每種 模的特征是它特有的色散值。模的色散大致等于材料色散(DJ與波導(dǎo)色散(Dw)之和。材 料色散是光信號(hào)所駐留的材料色散，即，制作光纖的材料(最普遍的是，有微量鍺，磷，氟和 其他摻雜劑的石英)。波導(dǎo)色散是由于限定光纖波導(dǎo)的折射率分布造成的。因此，通過(guò)合 適地改變光纖的折射率分布(它改變0￥)，可以設(shè)計(jì)模的色散(Dt。tal = Dm+Dw)。如以下所解 釋的，在大多數(shù)的光纖設(shè)計(jì)中，波導(dǎo)色散0￥是負(fù)值。因此，光纖的折射率分布可以設(shè)計(jì)成得 到Dw有很大的負(fù)值，從而可以實(shí)現(xiàn)有各種不同負(fù)值的光纖色散Dt。ta，而在最大可實(shí)現(xiàn)的色 散中，大多數(shù)光纖的色散是材料色散。對(duì)于有各種摻雜劑的石英，在約大于1300nm的波長(zhǎng) 下，它的Dm > 0，而在小于1300nm的波長(zhǎng)下，它的Dm < 0。因此，在大于1300nm的波長(zhǎng)下， 大多數(shù)光纖可以實(shí)現(xiàn)正的或負(fù)的色散(Dt。tal)，而在小于1300nm的波長(zhǎng)下，光纖色散僅可能
^ Dtotal < 。光脈沖在光纖中的光響應(yīng)主要取決于它經(jīng)受的色散。這對(duì)于諸如脈沖擴(kuò)展的線性 效應(yīng)和諸如脈沖畸變和孤子形成的非線性效應(yīng)都是正確的。因此，光纖的色散在設(shè)計(jì)光纖 基裝置中起關(guān)鍵的作用。雖然光纖通信系統(tǒng)通常工作在1300nm或1500nm與1650nm之間 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，但許多其他重要的光學(xué)系統(tǒng)是在較低的波長(zhǎng)下工作。光纖激光器的優(yōu)選工 作波長(zhǎng)是在1060nm。普遍存在的摻鈦藍(lán)寶石激光器可用在幾個(gè)泵探測(cè)實(shí)驗(yàn)以及生物醫(yī)學(xué) 成像或治療中，它通常工作在700nm至lOOOnm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。最后，人眼可以看見(jiàn)的所有 波長(zhǎng)，因此，諸如激光指示器的幾種商品化器件工作的波長(zhǎng)，它們的波長(zhǎng)范圍是從400nm至 700nm。所有這些應(yīng)用中共同的工作波長(zhǎng)都是在1300nm以下，其中石英光纖僅產(chǎn)生負(fù)的色 散。在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)有正色散或零色散的光纖能夠傳播孤子并產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜，例 如，它對(duì)于生物醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)是有用的。在許多的這種系統(tǒng)中，在這些波長(zhǎng)下要求正的低色 散光纖。因此，我們需要這樣的光纖，它在小于1300nm的波長(zhǎng)下可以提供穩(wěn)定的光脈沖傳 播，其色散是正值，并可以通過(guò)合適設(shè)計(jì)折射率分布進(jìn)行調(diào)節(jié)。我們需要這樣一種光纖，在 任何所需的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，它的波導(dǎo)色散Dw可以設(shè)計(jì)成大于零。大多數(shù)光纖是單模光纖，這意味著這些光纖僅支持最低階的基模，基模標(biāo)記為UV 模。下標(biāo)中的兩個(gè)數(shù)字分別表示空間光圖形在沿方位角方向(第一個(gè)下標(biāo))和沿徑向(第 二個(gè)下標(biāo))有強(qiáng)度最小值(零)的數(shù)目。如上所述，標(biāo)準(zhǔn)石英光纖中LPQ1模僅可以實(shí)現(xiàn)Dw < 0，其中折射率分布是由石英中的各種摻雜劑確定。因此，整個(gè)這類光纖可以有最大的Dtotal = Dm，其中Dm是石英的材料色散。由于在< 1300nm的波長(zhǎng)下，Dffl < 0，在這個(gè)波長(zhǎng)范 圍內(nèi)不能實(shí)現(xiàn)Dt。tal>0。包含氣眼的光纖(以下稱之為空氣-石英光纖)是沿該光纖軸的縱向延伸，它具 有 J. C. Knight 及其同事在 2000年 7 月出版的 IEEEPhotonics Technology Letters, Volume 12，page 807 中所描述的有趣性質(zhì)，其標(biāo)題是“Anomalous Dispersion in Photonic Crystal Fiber”。他們說(shuō)明空氣-石英光纖在任何的波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)大的正色散。然 而，空氣_石英光纖的色散與它們的模區(qū)緊密聯(lián)系，它不可能實(shí)現(xiàn)高的色散并有很大的有 效模區(qū)，因此，這種設(shè)計(jì)空間僅可用在要求有高的正色散和低的非線性的系統(tǒng)中。此外，我 們知道這種光纖有大的雙折射和損耗，它們大大降低在實(shí)際系統(tǒng)中的使用。而且，利用常規(guī) 技術(shù)制成的全固態(tài)光纖總是比要求人工裝配光纖預(yù)制件的光纖(如在空氣-石英光纖的情 況)有較低的成本。這種光纖也存在終端問(wèn)題與其他光纖的拼接造成損耗，光性質(zhì)的變 化，以及不能夠可靠地制作。Lysiansky，Rosenblit 和 Wei 公開另一種技術(shù)以得到 Dw > 0。在 US Patent No. 6，724，694中，他們公開一種固態(tài)(即，不是空氣-石英)光纖的典型折射率分布，該 光纖支持IJV模和高階模(H0M)，其中波導(dǎo)設(shè)計(jì)產(chǎn)生的li^?；騆Pm模的色散大于+50pS/ nm-km。然而，這些設(shè)計(jì)不能在< 1300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)零或低的正色散值，因此，它不 能用于諸如孤子壓縮和超連續(xù)光譜產(chǎn)生的應(yīng)用中，這些應(yīng)用通常是利用700-900nm波長(zhǎng)范 圍內(nèi)的激光器。此外，這些H0M光纖具有大多數(shù)光纖支持多模的嚴(yán)重缺點(diǎn)。雖然我們希望 光基本駐留在所需的H0M中，但是，存在其他的模使這種設(shè)計(jì)對(duì)于模耦合是敏感的，而光在 模耦合過(guò)程中可以損失或可以造成有害的干涉噪聲問(wèn)題。這種模耦合是隨所需模與任何其 他模的有效折射率(nrff)之差的減小而增大。上述作者公開的設(shè)計(jì)空間導(dǎo)致li^模和LPn 模在工作波長(zhǎng)下有相同的nrff。因此，這些設(shè)計(jì)對(duì)于干涉噪聲和損失是特別敏感的。因此，我們需要一種可以利用常規(guī)制作技術(shù)制作的光纖，它有這樣的折射率分布， 在各種波長(zhǎng)范圍內(nèi)不僅產(chǎn)生任何大小的正色散，而且還可以確保該光纖中的模間隔對(duì)于模 耦合是不敏感的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及包含有光纖的光纖裝置，該光纖具有的折射率分布在任何的波長(zhǎng)范圍 內(nèi)可以產(chǎn)生Dt。tal > Dm，它使Dt。tal < +50pS/nm-km，這種性質(zhì)在利用光的非線性的各種光纖 裝置是理想的。若光基本上駐留在光纖的單個(gè)高階模(H0M)上，則上述折射率分布產(chǎn)生給 定的色散值。通常，這個(gè)H0M是光纖的li^模，但是，專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)知道，可以把這種設(shè)計(jì)擴(kuò) 展到其他的H0M，例如，LPn?；騆Pm模。我們說(shuō)明典型的折射率分布，它在820-900nm以及 1040-1160nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有很小的正色散Dt。tal ( < +50ps/nm-km)，因?yàn)檫@些波長(zhǎng)范圍對(duì) 于非線性光纖光學(xué)裝置是特別有意義的，正是在這些波長(zhǎng)范圍內(nèi)，普通的石英光纖有Dt。tal < 0，從而激勵(lì)需要其他的方案。此處還公開這樣一種折射率分布，它在任何的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生Dt。tal > Dm，且沒(méi)有 約束色散Dt。tal的大小，但同時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)定的和沒(méi)有模式耦合的信號(hào)傳播。為了實(shí)現(xiàn)這后一 特征，光纖設(shè)計(jì)被局限于這樣的光纖，其中所需H0M與任何其他模的nrff之差(以下標(biāo)記為 Aneff)的絕對(duì)值大于10_4。此處我們所公開的設(shè)計(jì)的光纖可以實(shí)現(xiàn)Dt。tal>0和An6ff的絕對(duì)值> 10_4，它能應(yīng)用于在< 1300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的各種光纖裝置，而目前僅有體光學(xué)
裝置o本發(fā)明還涉及一種用于得到有Dt。tal > Dffl的設(shè)備，包括光纖和至少一個(gè)模轉(zhuǎn)換 器，用于把輸入光轉(zhuǎn)換成光纖的理想H0M，因此，光的傳播基本發(fā)生在理想的模式上。在某些 情況下，這種裝置還包括在該裝置輸出端的模轉(zhuǎn)換器，為的是從該裝置的輸出中得到熟悉 的高斯空間圖形的光。在一個(gè)實(shí)施例中，模轉(zhuǎn)換器是靜態(tài)或可調(diào)諧的長(zhǎng)周期光纖光柵。
圖1示出支持多于一個(gè)模的光纖的折射率分布； 圖2示出圖1所述光纖的LPm模20的色散作為波長(zhǎng)的函數(shù)； 圖3示出支持多于一個(gè)模的光纖的折射率分布，但是，它設(shè)計(jì)成產(chǎn)生li^模所需的 Dtotal，與此同時(shí)，還確保光信號(hào)相對(duì)于模耦合是穩(wěn)定的； 圖4示出圖3中所述波導(dǎo)的LPm模的色散Dt。tal ； 圖5示出圖3所示光纖的兩個(gè)不同模的有效折射率nrff ； 圖6示出成品光纖預(yù)制件的折射率分布，它產(chǎn)生li^模； 圖7示出圖6所示光纖的LPm模的色散(Dt。tal)； 圖8分別示出LPQ2模(80)和LPn模(81)的nrff ；及 圖9(a)、9(b)和9(c)示出典型裝置的幾個(gè)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式圖1表示支持多個(gè)模的光纖的折射率分布，但是，該光纖設(shè)計(jì)成產(chǎn)生LPm模所需的 Dt0talo該折射率分布包括延伸到徑向位置為lym的纖芯10，其AN等于0. 039;以下是厚 度為0.5 iim的溝渠區(qū)(下?lián)诫s環(huán))11，其AN等于-0. 008 ；以下是厚度為1.4iim的上摻雜 環(huán)12，其AN等于0.027。在此之后，僅由石英玻璃制成的光纖包層13延伸到該光纖的玻 璃包層邊緣。在典型的光纖中，光纖的玻璃包層延伸到62.5 iim的徑向位置。圖1中示出 的折射率分布僅到達(dá)7 u m的徑向位置，因?yàn)楣饫w的其余部分僅僅是石英玻璃包層的延伸。 折射率分布的特征是用AN表示，AN是有用區(qū)域與石英包層之間的折射率差。圖2表示圖1所示光纖的li^模20的色散作為波長(zhǎng)的函數(shù)。圖2還畫出石英(21) 的材料色散，它在820-900nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有很大的負(fù)值。作為參照，圖2還畫出表示零色 散線的虛線(22)。從這個(gè)圖中可以看出，這種光纖的LPm模有很大的波導(dǎo)色散Dw。這是因 為這個(gè)模的色散(Dt。tal)是在0與約+5pS/nm-km之間變化，而在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，介質(zhì)的材 料色散Dm是在-78pS/nm-km與-109pS/nm-km之間變化。由于Dt。tal = Dm+Dw，和Dm有很大 的負(fù)值，Dw必須有很大的正值，為的是使Dt。tal有很小的正色散。專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)明白，介質(zhì)的波導(dǎo)色散相對(duì)于波導(dǎo)尺寸與工作波長(zhǎng)的互補(bǔ)比例是大 致恒定的，如在Synder和Love在Opt i cal
WaveguideTheory,Chapman and Hall,New York， 1983中所詳細(xì)描述的?；パa(bǔ)比例的概念是，在波導(dǎo)尺寸與工作波長(zhǎng)的給定比例下，該波導(dǎo) 有大致相同的波導(dǎo)色散Dw。因此，專業(yè)人員應(yīng)當(dāng)明白，雖然圖1描述的光纖是在800-900nm 的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生很小的正色散，但是，適當(dāng)配置折射率分布的徑向尺寸可以產(chǎn)生類似的 波導(dǎo)，該波導(dǎo)在其他波長(zhǎng)下的li^模可以產(chǎn)生相同大小的Dw。因此，這種設(shè)計(jì)模型可用在 < 1300nm的任意所需波長(zhǎng)范圍內(nèi)得到很小的正色散。
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此外，圖2畫出色散斜率是零，負(fù)值或正值的情況，它取決于工作波長(zhǎng)，其中色散 斜率的定義是Dt。tal相對(duì)于波長(zhǎng)的導(dǎo)數(shù)。因此，借助于互補(bǔ)比例的概念，顯然，這種設(shè)計(jì)類型 可以產(chǎn)生任何符號(hào)(包括零)的色散斜率，與此同時(shí)，在< 1300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生很小 的正色散D
total°圖3表示支持多個(gè)模的光纖的折射率分布，但是，它設(shè)計(jì)成產(chǎn)生LPm模所需的 Dt。tal，與此同時(shí)，還確保光信號(hào)相對(duì)于模耦合是穩(wěn)定的。該折射率分布包括延伸到徑向位 置為1. liim的纖芯30，其AN等于0.026 ；以下是厚度為1. 4 y m的溝渠區(qū)31，其AN等 于-0. 0087 ；以下是厚度為0. 7 ii m的上摻雜環(huán)32，其A N等于0. 022 ；以下是厚度為0. 7 y m 的溝渠區(qū)33，其AN等于-0.0085 ；以下是厚度為1. 44 y m的上摻雜環(huán)34，其AN等于 0.015 ；以下是厚度為lym的溝渠區(qū)35，其AN等于0. 0073。在此之后，僅由石英玻璃制成 的光纖包層36延伸到該光纖的玻璃包層邊緣。圖4表示圖3中所示波導(dǎo)的LPm模的色散Dt。tal。顯然，li^模有很大的正色散， 在1040nm的波長(zhǎng)下可以高達(dá)+100ps/nm-km。此外，它在從1040nm至1160nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的 120nm跨度上有正色散。圖5表示圖3所示光纖的兩個(gè)不同模的有效折射率nrff。直線50是LPm模的nrff， 它有很大的正Dt。tal，且它是理想的工作模式，而直線51是LPn模的nrff，它有最接近于這種 光纖理想LPQ2模的neff值。在這種光纖中可以看出，兩個(gè)模式之間neff的差在從1040nm至 1160nm的整個(gè)優(yōu)選工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)大于10_4。這種光纖的模與任何其他導(dǎo)模之間有這 個(gè)很大間隔，可以確保li^模的光傳播不容易耦合到這種光纖的任何其他模，從而確保光 信號(hào)有穩(wěn)定的、沒(méi)有模耦合的、低損耗傳播。圖5沒(méi)有畫出這種光纖中其他導(dǎo)模的nrff，因?yàn)?它們與LPm模的間隔甚至更大，因此，沒(méi)有模耦合造成的不穩(wěn)定性。一般地說(shuō)，在這種光纖 設(shè)計(jì)中，通常需要計(jì)算每個(gè)導(dǎo)模的nrff，并確保所需H0M與任何其他模之間nrff的最小差值 超過(guò)10_4。至此，我們已描述兩種典型的光纖折射率分布，一種折射率分布產(chǎn)生的Dt。tal大于 介質(zhì)(通常是有微量摻雜劑的石英)的材料色散Dm，但是在< 1300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，Dtotal < 50pS/nm-km。另一種折射率分布提供的色散Dt。tal大于材料色散Dm，Dt。tal在< 1300nm的 波長(zhǎng)下有任意大的正值，因此，所需模與寄生模之間的Anrff總是大于10_4，為的是確保穩(wěn) 定的運(yùn)行。圖6表示成品光纖預(yù)制件的折射率分布，它產(chǎn)生滿足上述兩個(gè)條件的li^模。 圖7表示圖6所示光纖的LPQ2模的色散(Dt。tal)。在從820-920nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)lOOnm的 跨度上，LPm模的色散Dt。tal<+40pS/nm-km。因此，在材料色散有很大的負(fù)值(如圖2所示 約-lOOps/nm-km)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，這產(chǎn)生有低的正色散的光纖。請(qǐng)注意，圖7所示的色散曲 線(以及圖2所示的色散曲線)在感興趣的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有轉(zhuǎn)折區(qū)，S卩，在工作波長(zhǎng)。圖8分別畫出LP02模(80)和LPn模(81)的neff。如在圖3，4，和5所示光纖的情 況下，LPn模的n6ff最接近于這種光纖中LPn模的n6ff，因此，它足以研究二者之差以評(píng)價(jià)它 們抗模耦合的能力。從圖8中可以推斷，neff之差(Aneff)在從820nm-920nm的整個(gè)工作波 長(zhǎng)范圍內(nèi)大于10_4。在上述光纖的所有討論中，優(yōu)選的工作模式是li^模?？梢詫?shí)施相同的設(shè)計(jì)技術(shù) 以產(chǎn)生這樣的光纖，其中傳播發(fā)生在另一個(gè)高階模，它具有上述的色散和穩(wěn)定特性。利用上述本發(fā)明光纖的光學(xué)裝置需要模轉(zhuǎn)換器，為的是引入光信號(hào)到H0M光纖的
7優(yōu)選模。因此，通常是高斯光束空間圖形的輸入光束，因?yàn)樗瞧胀ü饫w的選擇模式，以及 自由空間光束，必須高效率地被空間轉(zhuǎn)換成優(yōu)選的H0M。利用適當(dāng)設(shè)計(jì)的長(zhǎng)周期光纖光柵可 以容易地實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在US Patent No. 6084996和No. 6768835中詳細(xì)描述它們的運(yùn)行 作為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模轉(zhuǎn)換器。光纖光柵模轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)低至0. ldB的損耗，與此同時(shí)，它提 供高達(dá)99. 99%的模式轉(zhuǎn)換效率，如Ramachandran et al.在實(shí)驗(yàn)上給以展示，并在Optics Letters, vol. 27，p. 698，2002 中描述，其標(biāo)題是"Bandwidth control of long-period grating-based mode converters in few-mode fibers，，。圖 9 (a)表不禾丨J用光纖光柵的 典型裝置結(jié)構(gòu)，其中H0M光纖在該光纖的輸入端和輸出端連接到光柵，為的是確保該裝置 的輸入端和輸出端是普通的高斯光束模式，即使在該裝置內(nèi)部的優(yōu)選運(yùn)行模式可以是不同 的。用箭頭表示的光源和光程可以有任何合適的波長(zhǎng)，但最好是在1300nm以下。此外， 在這個(gè)示意圖中還畫出普通的低階模(L0M)的模圖像，通常是UV，和所需的H0M，最好是 有理想色散和穩(wěn)定性的LP,按照這種結(jié)構(gòu)，該裝置可以連接到任何其他的系統(tǒng)，不管它 是在激光腔內(nèi)要求正色散的摻Y(jié)b光纖激光器，還是Ti 藍(lán)寶石激光器的脈沖傳遞方式， 其中該裝置用在光射出固態(tài)激光器之后(在該圖中沒(méi)有畫出激光器和系統(tǒng)結(jié)構(gòu))?；蛘撸?Ishaaya et al.在 Optics Letters，vol. 30，p. 1770，2005 中描述的離散相移板，其標(biāo)題是 “Intracavitycoherent addition of single high-order modes，，。在圖 9(b)中Ifil出這個(gè) 示意圖。幾個(gè)應(yīng)用要求高功率的光束輸出，它可以是準(zhǔn)直光束，而不是高斯光束形狀。在這 些應(yīng)用中，圖9(c)的示意圖可能是合適的，其中合適的模轉(zhuǎn)換器把輸入的高斯模轉(zhuǎn)換成所 需的H0M，但其輸出僅在自由空間中被準(zhǔn)直和中繼。如以上所描述的，光纖裝置被設(shè)計(jì)成在一段光波導(dǎo)中傳播高階模(H0M)，最好是光 纖，因此，該段光纖中的總色散大于該段光波導(dǎo)中的材料色散。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，光波導(dǎo)/ 光纖支持H0M的傳播作為主傳播模，即，大部分的光能量是在優(yōu)選的H0M中。如上所述，為 了確保大部分的光能量保留在優(yōu)選的H0M中，S卩，沒(méi)有模式轉(zhuǎn)換，優(yōu)選的H0M的有效折射率 與任何其他模的有效折射率之差至少為0. 0001。為了限定本發(fā)明，有這種特征的光纖可以 稱之為少模光纖，即，它是支持基模和至少另一個(gè)模的光纖。專業(yè)人員可以對(duì)本發(fā)明作出各種改動(dòng)。與這個(gè)說(shuō)明書具體內(nèi)容的所有偏離都應(yīng)該 看成是在本發(fā)明所描述和申請(qǐng)的范圍內(nèi)，其中這些偏離基本上依靠本發(fā)明的原理及其相當(dāng) 的內(nèi)容。
權(quán)利要求
一種光學(xué)裝置，包括第一長(zhǎng)度的光纖，該光纖有纖芯和包層，其中所述纖芯支持第一模，模轉(zhuǎn)換器，用于把第一模中的光轉(zhuǎn)換成第二高階模中的光，和有纖芯和包層的第二長(zhǎng)度的光纖，其中該高階模在第二長(zhǎng)度的光纖的纖芯中傳播，其中該高階模的總色散大于材料色散。
2.權(quán)利要求1的光學(xué)裝置，其中該高階模的有效折射率，與在所述纖芯中傳播的任何 其他模的有效折射率，相差至少0. 0001。
3.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該第二長(zhǎng)度的光纖是少模光纖。
4.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該波導(dǎo)的總色散有大于零的值。
5.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該總色散的斜率是正的。
6.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該總色散的斜率是負(fù)的。
7.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該總色散有轉(zhuǎn)折區(qū)。
8.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該高階模是LPtl2t5
9.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該模轉(zhuǎn)換器是長(zhǎng)周期光柵。
10.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，其中該模轉(zhuǎn)換器是相位板。
11.權(quán)利要求2的光學(xué)裝置，還包括用于把高階模轉(zhuǎn)換到低階模的模轉(zhuǎn)換器。
12.—種光纖，具有材料色散；和被配置成支持高階模的折射率分布，該高階模在小于約1300nm的波長(zhǎng)上，有大于材料 色散的總色散，該高階模有第一有效折射率，該折射率分布還被配置成支持第二模，該第二 模有第二有效折射率，該第二有效折射率與第一有效折射率相差至少10_4。
13.權(quán)利要求12的光纖，其中該光纖被配置成在高階模信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連 續(xù)光譜。
14.權(quán)利要求12的光纖，該第二模是基模。
15.權(quán)利要求12的光纖，該第二模是第二高階模。
16.權(quán)利要求12的光纖，還被配置成在高階模信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜的 派生效應(yīng)。
17.權(quán)利要求12的光纖，還被配置成在高階模信號(hào)傳播期間產(chǎn)生孤子。
18.權(quán)利要求12的光纖，該寬帶超連續(xù)光譜是當(dāng)高階模信號(hào)波長(zhǎng)在820nm與900nm之 間時(shí)被產(chǎn)生的。
19.權(quán)利要求12的光纖，該寬帶超連續(xù)光譜是當(dāng)高階模信號(hào)波長(zhǎng)在1040nm與lieOnm 之間時(shí)被產(chǎn)生的。
20.一種光纖，具有材料色散；和被配置成支持第一高階模的折射率分布，該第一高階模在小于1300nm的波長(zhǎng)上，有大 于材料色散的總色散，該第一高階模有第一有效折射率，該折射率分布還被配置成支持其 他模，每一其他模有各自相應(yīng)的有效折射率，每一其他有效折射率與第一有效折射率相差 至少10_4。
21.權(quán)利要求20的光纖，其中該光纖被配置成在高階模信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜。
22.權(quán)利要求20的光纖，該其他模包括基模。
23.權(quán)利要求20的光纖，該其他模包括第二高階模。
24.一種用在有材料色散的光纖中的方法，包括的步驟有使波長(zhǎng)小于1300nm的信號(hào)在高階模中傳播，該高階模有大于該光纖材料色散的總色 散，該總色散小于+50pS/nm-km ；和使在該信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜。
25.權(quán)利要求24的方法，該產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜的步驟還包括產(chǎn)生孤子的步驟。
26.權(quán)利要求24的方法，該使信號(hào)傳播的步驟還包括使波長(zhǎng)在820nm與900nm之間的 信號(hào)傳播的步驟。
27.權(quán)利要求24的方法，該使信號(hào)傳播的步驟包括使波長(zhǎng)在1040nm與lieOnm之間的信號(hào)傳播的步驟。
28.權(quán)利要求24的方法，還包括產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜的派生效應(yīng)的步驟。
29.一種被配置成使信號(hào)在高階模中傳播的光纖，該光纖具有 材料色散；和大于該材料色散的高階模總色散，該總色散在小于1300nm的波長(zhǎng)上，小于+50ps/ nm-km，該光纖被配置成在該信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜。
30.權(quán)利要求29的光纖，還被配置成在該信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生寬帶超連續(xù)光譜的派生 效應(yīng)。
31.權(quán)利要求29的光纖，還被配置成在該信號(hào)傳播期間，產(chǎn)生孤子。
32.權(quán)利要求29的光纖，該寬帶超連續(xù)光譜是當(dāng)信號(hào)波長(zhǎng)在820nm與900nm之間時(shí)被 產(chǎn)生的。
33.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，該寬帶超連續(xù)光譜是當(dāng)高階模信號(hào)波長(zhǎng)在1040nm與lieOnm 之間時(shí)被產(chǎn)生的。
全文摘要
有色散的光纖和光纖裝置。本申請(qǐng)公開了包含有光纖的光纖裝置，該光纖具有大于材料色散的總色散，并且具有小于+50ps/nm-km的最佳色散值。當(dāng)光基本上駐留在光纖的單個(gè)高階模，典型地是LP02模上時(shí)，獲得期望的色散值。該光纖還有利地具有高階模與任何其他模的折射率之間的顯著的間隔。
文檔編號(hào)G02B6/036GK101852887SQ20101012867
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2007年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月4日
發(fā)明者西達(dá)爾斯·拉馬錢德蘭 申請(qǐng)人:古河電子北美公司