[发明专利]固态光子带隙光纤、使用了固态光子带隙光纤的光纤模块、光纤放大器以及光纤激光器

说明书

技术领域

本发明涉及为了传输高功率光等目的而实现了将有效纤芯截面积扩大的光纤，尤其涉及在包围纤芯区域的包层区域中分散地配置了微细的高折射率散射体的具有全固体构造的微细构造光纤（固态光子带隙光纤）、以及具有该光纤的光纤模块。并且，本发明涉及实现使前述光纤的光的传输维持单模传输、且将光纤的有效纤芯截面积扩大的技术。另外，本发明涉及在光放大、光振荡技术的领域中，向光纤中导入激励光，利用该激励光所引起的受激辐射来放大信号光，或者对信号光进行激光振荡而输出的光纤放大器或光纤激光器、以及适用于该光纤放大器或光纤激光器的光纤以及光纤模块。

本申请基于2010年9月28日向日本国提出的特愿2010－217798号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

当根据传输模式对光纤进行分类时，其被分类为多模光纤和单模光纤（单一模式光纤）。在传输特性方面，具有传输损耗小等特征的单模光纤具备压倒式优势，尤其作为在光纤放大器或光纤激光器中使用的光纤，通过使用基于阻止高次模传输来实际上实现单模传输的单模光纤，能够得到使输出光束的光束品质提高的效果。

另一方面，近些年使光纤放大器或者光纤激光器高输出化的技术取得了显著的进展。伴随这些高输出化技术的发展，产生了以光纤放大器以及光纤激光器中使用的稀土类添加光纤为代表的光纤型部件要具有对高功率光的耐性的需要。作为应该留意的与光功率相关的光纤的特性，通常公知有光损耗和非线性光学效应。光损耗和非线性光学效应都是在光的功率密度（单位导光截面积的光功率）高的情况下产生的现象。因此，为了避免这些不希望的现象的显现、且得到高输出光，只要降低光的功率密度即可。另外，为了不降低输出功率地降低功率密度，只要增大光通过的截面积即可。这里，通常作为光的导光截面积的指标而使用了有效纤芯截面积这一定义。该有效纤芯截面积A_eff由下面的（1）式来定义。

[数1]

Aeff=2π[f0∞|E(r)|2rdr]2f0∞|E(r)|4rdr···(1)]]>

其中，在（1）式中，E（r）表示光纤的内部的光的电场分布，r表示光纤的半径方向的距离。

鉴于此，例如下述的非专利文献1～11所示那样，用于使有效纤芯截面积扩大的各种尝试近些年相当盛行。

非专利文献1中公开了一种通过改变光纤的纤芯的折射率分布的形状来扩大有效纤芯截面积的方法。但是，在本方法中，由于随着有效纤芯截面积扩大，截止波长变长，所以存在需要在为了维持光束品质所需的单模传输、与有效纤芯截面积的扩大之间进行权衡这一问题。另外，对于非专利文献1所公开的折射率分布而言，存在下述问题：在将光纤弯曲来使用的情况下，有效纤芯截面积会大幅变小（关于弯曲了光纤时的有效纤芯截面积的举动，非专利文献2中表示了详细的研究结果）。