[发明专利]光纤和倾斜光纤光栅

说明书

本发明提供了由石英系玻璃制成的光纤，其包括：芯；第一包层，其包围芯并且其折射率低于芯的折射率；以及第二包层，其包围第一包层，并且其折射率低于芯的折射率并且高于第一包层的折射率。第一包层的至少一部分包含感光材料，在具有特定波长的光的照射下，该感光材料的折射率增加。第一包层中距离芯最近的部分的折射率与芯的折射率之间的差值Δn在0.25％至0.30％的范围内。芯的半径ra大于4.3μm且小于等于5.0μm。本发明还提供了倾斜光纤光栅。

技术领域

本发明涉及光纤和倾斜光纤光栅。

背景技术

在使用C波段和L波段中的信号光的长距离光纤通信系统中，将这样的光纤放大器用作用于放大信号光的光放大器，该光纤放大器包括掺杂有诸如铒(Er)之类的稀土元素的放大用光纤。铒掺杂光纤放大器(EDFA)的增益具有波长依存性，并且在1.53μm波长附近具有峰。由于增益谱的波长依存性的非平坦性，会发生误比特率的增加，因此，传输系统的性能降低。作为解决这一问题的部件，研制出了倾斜光纤光栅(SFG)，其为用于使EDFA的增益平坦化的增益平坦化滤波器。

在JP2003-4926A和WO03/093887A中描述了增益平坦化滤波器的制造实例。通过用具有能够提高折射率的特定波长的紫外光(例如，氩离子激光的二次谐波(波长244nm))照射光纤，并且该光纤中的芯和包层中的一者或这两者由包含感光材料(例如，GeO₂或B₂O₃)的石英系玻璃制成，可提高包含感光材料的石英系玻璃的折射率。在光纤中写入具有预定周期的折射率调制光栅的方法实例包括如下这些：使用啁啾光栅相位掩模，通过±1级衍射光进行曝光；紫外激光直接曝光；以及双光束干涉曝光。其中，使用相位掩模的方法具有如下优点：能够以高的再现性制造具有相同特性的光栅，并且与其他方法相比，对准相对容易。

由SFG造成的损耗是通过由LP₀₁模式向更高阶的反向传播模式耦合而形成的。如图1所示，SFG(其包括通过使用具有特定束宽和特定波长的光写入的光栅)的损耗波形具有这样的基本波形：其在特定波长处具有峰值损耗并具有一定的半峰全宽(FWHM)，并且其中由峰波长向短波长侧损耗逐渐降低。如图2中所示，通过叠加多个具有不同峰波长的基本波形，从而实现了增益平坦化滤波器的所需损耗波形。通过使用具有将多个基本波形以如此方式叠加而得的损耗波形的增益平坦化滤波器，使EDFA的增益平坦化。

发明内容

本发明的目的是提供适合于制造SFG的光纤，该SFG能够实现高性能的增益平坦化滤波器。

为了实现这一目的，提供了由石英系玻璃制成的光纤，其包括：芯，所述芯包括光纤的中心轴，并且芯的半径ra大于4.3μm且小于等于5.0μm；第一包层，其与芯接触并包围所述芯，第一包层具有外半径rb，并且第一包层的折射率低于芯的折射率；以及第二包层，其与第一包层接触并包围第一包层，第二包层的折射率低于芯的折射率并且高于第一包层的折射率。在该光纤中，第一包层的至少一部分包含感光材料，在光的照射下，该感光材料的折射率增加。在半径ra处，在沿着垂直于中心轴的直线而远离中心轴的方向上，折射率的梯度是负的且为最大。在垂直于中心轴的直线为横轴且折射率为纵轴的图中，连接位置ra+1μm处的折射率和位置rb-1μm处的折射率的直线的延长线在位置ra处取得的值与芯的折射率的最大值之间的差值在0.25％至0.30％范围内，该差值为相对折射率差值。

在根据本发明的光纤中，优选的是，感光材料为GeO₂；并且还优选的是，感光材料为B₂O₃。优选的是，第一包层和第二包层各自含有氟。