[发明专利]光纤和光源装置

说明书

本发明提供一种由石英玻璃制成的光纤和光源装置。该光纤包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分，其包围芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围下陷部分并具有平均折射率n3。在光纤中，n1n3n2。在1530nm至1610nm的波长范围内光纤的色散具有局部最大值，并且局部最大值为‑2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。

技术领域

本发明涉及光纤和包括光纤的光源装置。

背景技术

在光纤中传播的高功率信号光发生非线性光学现象，例如四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)或交叉相位调制(XPM)。在光纤通信中，这种非线性光学现象使信号光的质量劣化并限制了信息的可传播能力。因此，期望用于通信的光纤不会发生非线性光学现象。

同时，已经提出了一种应用技术，在该应用技术中，积极地利用在光纤中发生的非线性光学现象。具体而言，已经开发了石英玻璃基的高非线性光纤(HNLF)作为适合于有效地发生非线性光学现象的光纤。HNLF用于各种应用技术，例如光纤激光器，宽带低噪声光放大，超连续谱(SC)光源，光信号处理，失真和温度传感器，对频率、时间、长度等的测量，以及近红外光谱。

表示光纤的非线性度的非线性系数γ[1/W/km]如下定义：

γ＝n2/Aeff×2π/λ, (1)

其中，n2表示玻璃的非线性折射率[m²/W]，Aeff表示光纤的有效面积[μm²]，并且λ表示波长[nm]。

采用HNLF的应用技术之一是光频梳，光频梳通过如下方式产生。将具有单个或几个波长的种子光输入至HNLF，使得在HNLF中发生FWM。因此，从HNLF输出波长具有均匀间隔的多波长光。长期以来，光频梳已经被研究用于例如测量和光谱学等一些用途。近年来，已经验证了光频梳在用于大容量波分复用(WDM)传输的多波长光源中的应用。

本发明提出了一种色散平坦的HNLF，其高效率地发生FWM，并在1550nm附近的宽波长范围(其是用于光通信的波段)上产生高质量的光频梳。在色散平坦的HNLF中，在1550nm的波长附近色散的绝对值较小，并且色散斜率基本上为零(色散变为最大)。也就是说，在宽波段上将色散的绝对值抑制为较小。在本发明的说明书中，色散斜率变为0并且色散变为最大的波长被称为“峰值波长”[nm]，并且在峰值波长处的色散被称为“峰值色散”[ps/nm/km]。

Masaaki Hirano等人在“Silica-based Highly Nonlinear Fiber Advances(石英基的高非线性光纤进展)”，OFC2016，Tu2E.4(2016)中讨论了一种HNLF，该HNLF在用于光通信的波段内具有峰值波长且峰值色散为0(见表1中的HNLF-F和图2中的类型III)。

在JP2005-331818A中，图2和图7、表1和表2公开了峰值波长为1550nm且峰值色散为0的色散平坦的HNLF，并且图11和表3公开了另一种HNLF，在该HNLF中，在1550nm处的色散基本上为0，但峰值波长大于或小于1550nm。这些HNLF均表现出异常峰值色散(正色散)。

发明内容

本发明的目的是提供一种色散平坦的高非线性光纤，其能够在C波段上或L波段上，或者在C波段和L波段两者上有效地产生宽带光频梳。

根据本发明的一个方面，提供了一种由石英玻璃制成的光纤。该光纤包括：芯部，其具有最大折射率n1；下陷部分(ディプレスト)，其包围芯部并具有平均折射率n2；以及包层，其包围下陷部分并具有平均折射率n3。在该光纤中，n1n3n2。在1530nm至1610nm的波长范围内该光纤具有色散的局部最大值，并且局部最大值为-2ps/nm/km以上且小于0ps/nm/km。