[发明专利]微结构光纤和超连续谱光源

说明书

本发明公开微结构光纤和超连续谱光源。本发明涉及微结构光纤(20)，包括纤芯区(22)和包围纤芯区的包层区(24)。包层区包括包层背景材料内的多个包层部件(21，26)，包层区包括具有内包层部件(21)的至少一个内环的内包层区(27)和具有外包层部件(26)的至少三个外包层环的外包层区(28)。内包层部件具有第一特征直径且外包层区包括第二特征直径的多个外包层部件。内包层部件的每个环包括分离包层部件平均最小宽度w₁的包层背景材料的桥，且外包层部件的每个环包括分离包层部件平均最小宽度w₂的包层背景材料的桥。w₂比w₁大至少约10％且纤芯区具有至少约2μm的直径。本发明还涉及具有至少一个根据本公开的光纤的级联光纤和光学超连续谱产生源。

本申请是2016年10月25日提交的申请号为201580021743.X、发明名称为“微结构光纤和超连续谱光源”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及微结构光纤并涉及光学超连续谱辐射源。

背景技术

微结构光纤在本领域中是公知的，并且包括具有由具有多个包层部件的包层包围的纤芯的光纤，所述包层部件通常以规则的阵列方式被布置在背景材料中。这些部件可以是填充有空气、气体或液体的空隙，或者它们可以是具有比背景材料低的折射率的固态材料。微结构光纤也被称为“多孔光纤”和“光子晶体光纤。”包层例如可以被布置为具有低于纤芯的折射率的有效折射率，并且因此允许通过全内反射的传统机制的变化在纤芯中引导光。

微结构光纤可以由石英玻璃制成。其它材料可以添加到石英玻璃以改变其折射率或提供诸如光的放大、灵敏度等的效果。

包层部件/孔之间的中心到中心距离被定义为间距(∧)。微结构光纤的特征在于纤芯的尺寸和包层部件的尺寸与其距离或间距(∧)的比率。通过定制包层部件的尺寸和间距，可以定制光纤的零色散波长(ZDW)。因此，在微结构光纤中，可以将ZDW移动到比背景材料(通常为石英玻璃)的ZDW短的波长。因此，ZDW可以被定制为使得从由预定波长的泵浦激光器泵浦的光脉冲产生超连续谱。

当光脉冲通过高度非线性光纤传播时，它们的时间演变以及光谱演变受到大量非线性效应以及光纤的色散属性的影响。对于足够强的脉冲，脉冲光谱变宽为超连续谱光。

W02009/098519描述了一种光纤，其被布置用于提供低于400nm的波长的超连续谱产生。第7页第29行至第8页第1行描述了WO2009/0985 19的微结构光纤20包括直径大体上为4.7μm的纤芯，大体上为3.7μm的间距(∧)，并且比率d/∧大体上是0.77。第8页第14-22行描述了光纤20是多模光纤，并且超连续谱达到高达2550nm的波长。泵浦波长是1064nm。如第8页第14行所述，光纤20在泵浦波长处是多模的。

在Journal of Optics A：Pure Appl.Opt.6(2004)604-607，Jacobsen等人的文章“Very low zero-dispersion wavelength predicted for single-mo de modified-total-internal-reflection crystal fiber”中发现，对于具有非常小的纤芯的微结构光纤，零色散波长可以低于700nm，而通过在纤芯附近布置相对较大的空气孔和在距离纤芯一定距离处设置较小的空气孔，光纤在零色散波长处是单模的。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于当用合适的泵浦激光来泵浦时，产生稳定的延伸到蓝色波长的单模超连续谱的光纤，而同时由于用于产生超连续谱所需的高峰值功率光而具有高的抗退化性。

在本发明的实施例中，目的是，当光被发射到光纤的输入端中时提供布置为提供稳定输出的微结构光纤。

在本发明的实施例中，目的是，在来自于源的光谱延伸到蓝色波长的情况下，提供超连续谱辐射源。