[发明专利]用于硅光子学的光纤

权利要求书

1.一种光纤，其包含：长度L，第一端面和第二端面，以及在光纤的第一端面处的MFD，该MFD与光纤的另外区域处的MFD不同，所述光纤还包括：

(I)基于掺Cl二氧化硅的芯体，其包括：

(a)第一掺Cl芯体区域，该区域具有最大折射率Δ₀，使得0.05％≤Δ₀≤0.6％(相对于未掺杂的二氧化硅)，以及芯体外直径D₀，其中5微米≤D₀≤12微米，所述第一掺Cl芯体区域具有最大Cl浓度[Cl]，其中0.5重量％≤[Cl]≤5重量％；和

(b)掺Cl锥形芯体区域，其位于第一掺Cl芯体区域和第一光纤端面附近，所述掺Cl锥形芯体区域具有长度L₂，其中0.05mm≤L₂≤10mm，以及最大芯体折射率Δc，其沿着锥形芯体区域的长度减小，锥形区域具有最大直径D_最大和沿着长度L₂变化的外直径，使得：

(i)D_最大≥D₀+3微米；

(ii)8微米≤D_最大≤70微米；和

(II)基于二氧化硅的包层，其包围基于掺Cl二氧化硅的芯体。

2.一种光纤耦合器，其包含：(i)壳体；(ii)位于所述壳体内的套圈，以及(iii)位于所述套圈内的如权利要求1所述的光纤，所述套圈被构造用于接收和支承其中的另一个光纤的至少一部分。

3.如权利要求2所述的光纤耦合器，其还包括所述另一个光纤，使得具有基于掺Cl二氧化硅的芯体的所述光纤和所述另一个光纤在套圈内彼此相邻定位，并且彼此是光学耦合的。

4.如权利要求1所述的光纤，其中：

(a)第一掺Cl芯体区域具有长度L₁，并且第一掺Cl芯体区域的最大折射率Δ₀沿着长度L₁是恒定的，并且第一掺Cl芯体区域的芯体外直径D₀沿着长度L₁是恒定的，其中L₁>12cm，并且

(b)所述包层在光纤的整个长度L上具有恒定的外直径。

5.如权利要求1或4所述的光纤，其中，所述光纤在光纤的第一端面处具有MFD，其与光纤的第二端面处的MFD不相同。

6.如权利要求1、4或5所述的光纤，其中，包层包含氟，并且光纤长度L<100m。

7.如权利要求1、4或5所述的光纤，其中，所述芯体包含Cl浓度为1.1重量％至5重量％的至少一个区域。

8.如权利要求1、4或5所述的光纤，其中，所述芯体包含Cl浓度为1.4重量％至5重量％的至少一个区域。

9.如权利要求1、4或5所述的光纤，其中，所述锥形芯体区域具有基本上渐变的锥度，并且满足以下条件：

其中D是在锥形芯体区域中的位置z处的芯体直径，λ是工作波长，n_有效是基模的有效折射率，并且n_包层是包层的折射率。

10.如权利要求1所述的光纤，其中，所述锥形芯体区域具有锥形轮廓，所述锥形轮廓具有以下中的一种：线性锥度、抛物线锥度、指数式锥度或高斯锥度。

11.如权利要求1或4所述的光纤，其中L₂为0.05mm≤L₂≤1mm。

12.如权利要求1或4所述的光纤，其中L₂为0.2mm≤L₂≤5mm。