[发明专利]高数值孔径光纤

权利要求书

1.一种光纤，包括：

(i)具有第一折射率为n₁的石英基纤芯；以及

(ii)至少一层包裹所述纤芯的石英基包层，所述至少一层石英基包层具有第二折射率n_i，使得n₁＞n_i；所述至少一层石英基包层包含能降低折射率的、非周期性的、包含气体的空穴，其中所述空穴中的至少80％具有小于2000nm的横截面最大尺寸，与所述至少一层石英基包层紧邻并在其内部的光纤层的数值孔径至少为0.2。

2.如权利要求1所述的光纤，其中与所述至少一层石英基包层紧邻并在其内部的光纤层的数值孔径至少为0.5。

3.如权利要求1所述的光纤，其中与所述至少一层石英基包层紧邻并在其内部的光纤层是纤芯，且所述纤芯的直径在50μm到400μm之间。

4.如权利要求1所述的光纤，其中与所述至少一层石英基包层紧邻并在其内部的光纤层是纤芯，且纤芯的数值孔径至少是0.4，纤芯的直径在50μm到400μm之间。

5.如权利要求1所述的光纤，其中λ_NA/D_i＞2，其中λ_NA是测量所述NA所用的波长，D_i是平均空穴直径。

6.如权利要求5所述的光纤，其中所述空穴中至少80％具有小于500nm的横截面最大尺寸。

7.如权利要求1所述的光纤，其中所述空穴的平均直径小于500nm。

8.如权利要求2所述的光纤，其中λ_NA/D_i＞5。

9.如权利要求1所述的光纤，其特征在于充填气体的区域比例至少为1％。

10.如权利要求1所述的光纤，其特征在于充填气体的区域比例至少为5％。

11.如权利要求1所述的光纤，其中所述纤芯直径至少为200nm。

12.如权利要求1所述的光纤，其中当所述光纤绕直径为10mm的心轴一周时，其弯曲衰减小于0.25dB/km。

13.如权利要求1所述的光纤，其中所述光纤在λ＝850nm时，其纤芯衰减小于20dB/km。

14.如权利要求1所述的光纤，其中所述气体包括Ar、N₂、O₂、CO₂、或它们的混合物。

15.如权利要求1所述的光纤，其中所述纤芯是稀土掺杂的纤芯；所述光纤进一步包括包裹纤芯的石英基内包层，所述石英基内包层具有第二折射率n₂，使得n₁＞n₂；其中所述至少一层包含能降低折射率的非周期性空穴的石英基包层是包裹所述第一包层的外包层。

16.如权利要求15所述的光纤，其中所述内包层直径至少为125μm。

17.如权利要求15所述的光纤，其中：

(i)按重量百分比，所述纤芯包括：

Yb和/或Er      0.1到2.5重量％；

P              0到5重量％；

Al             0到15重量％；

Ge             0到15重量％；；和

F              0到1重量％；和

(ii)所述内包层包括0到20重量％的Ge。

18.如权利要求15所述的光纤，其中所述纤芯是伸长形的，纤芯的纵横比至少为1.5比1，纤芯直径(沿短轴)为5μm到50μm，所述光纤为保偏(PM)光纤。

19.如权利要求15所述的光纤，其中所述纤芯是圆形的，纤芯的直径为9μm到30μm。

20.如权利要求15所述的光纤，其中所述内包层直径为100μm到350μm，外包层直径为120μm到500μm。

21.如权利要求15所述的光纤，其中石英基内包层数值孔径在0.25到0.9之间。

22.如权利要求15所述的光纤，其中包含能降低折射率的非周期性分布空穴的外包层厚度在10μm到100μm之间。