[发明专利]减少光纤中的光致损耗

说明书

一种超连续谱光源，其包括泵浦源和超连续谱发生器，该超连续谱发生器被配置为接收来自泵浦源的电磁辐射并产生超连续谱辐射。该超连续谱发生器包括具有包含二氧化硅的纤芯区域的非线性微结构光纤。该纤芯区域包括掺杂剂，该掺杂剂被选择以减少非线性微结构光纤中的光致非桥氧空穴中心损耗。

技术领域

本说明书涉及减少光纤中的光致损耗。

背景技术

在高功率水平下，由于光致缺陷，光暗化可能会在光纤中发生，尤其是在电磁光谱的可见光区域。光暗化的一种机制是在光纤中产生非桥氧空穴中心(NBOHC)缺陷。NBOHC在以大约615nm为中心的光谱的可见光波长区域内产生显著的损耗。由于NBOHC是由通过光纤传播的光而产生的，由此产生的损耗随着光纤使用的增加而增加，从而限制了光纤的使用寿命。

发明内容

本说明书提供一种超连续谱光源，其包括泵浦源和超连续谱发生器，该超连续谱发生器被配置为接收来自泵浦源的光并产生超连续谱光。超连续谱发生器可以包括具有包含二氧化硅的纤芯区域的非线性微结构光纤。至少一部分的纤芯区域掺杂有掺杂剂，该掺杂剂被选择以减少非线性微结构光纤中的光致非桥氧空穴中心损耗。掺杂剂的浓度足以在光谱的可见光区域中提供对超连续谱功率的衰减(degradation)的抵抗。

需要注意的是，在本领域中，术语“掺杂的”用于与“未掺杂的”光纤(其中掺杂剂的量可以忽略(例如，在低于1000ppm的水平))区分。

掺杂剂可以包括铝。可替代地或除此之外，掺杂剂可以包括铈、磷和/或硼。

通过减少光谱的可见光区域中超连续谱功率的衰减，对于在光谱的可见光区域中需要较大功率的应用，超连续谱光源的使用寿命得以延长。

掺杂剂的浓度可能足以改善在泵浦1200小时后在615nm处的传输损耗(与光纤未掺杂掺杂剂并在同一周期泵浦的情况相比)。传输损耗的改善(即减少)(例如，在泵浦1200小时后)可以大于0.1dB/km、大于0.5dB/km、大于1dB/km、大于5dB/km、大于10dB/km、大于50dB/km、大于100dB/km、大于200dB/km、大于500dB/km或大于600dB/km。

可以在纤芯区域的掺杂区域中提供掺杂剂，该掺杂区域可以是整个纤芯区域、纤芯区域的单个部分(例如，纤芯区域的单个纵向延伸的部分)或纤芯区域的多个部分(例如彼此不连续的独立部分)。在各种实施例中，掺杂区域中的掺杂剂浓度大于1000ppm。掺杂区域中的掺杂剂原子数可以大于掺杂区域中硅原子数的0.05％、大于掺杂区域中硅原子数的0.1％、大于掺杂区域中硅原子数的1％、大于掺杂区域中硅原子数的3％、大于掺杂区域中硅原子数的8％或大于掺杂区域中硅原子数的20％。

在一些实施例中，对在光谱的可见光区域中发生的超连续谱功率衰减的降低存在“权衡”；特别地，掺杂剂的存在还可以增加在光谱的蓝色和/或紫外光(UV)区域的损耗。在一些实施例中，掺杂的光纤在400nm的传输损耗可以大于600dB/km、大于750dB/km、大于1000dB/km、大于1500dB/km、大于2000dB/km、大于2500dB/km或大于3000dB/km。

纤芯区域可以具有大致圆形的横截面。纤芯直径可以小于10μm(例如约8μm)、小于5μm、小于4μm、小于3μm或小于2μm。纤芯区域可以包括光纤的芯。

纤芯区域可以包括另外的掺杂剂，该另外的掺杂剂被选择以控制纤芯区域的折射率，以补偿至少部分的折射率变化，否则该折射率变化将由掺杂剂的存在引起。可替代地或除此之外，另外的掺杂剂可以与该掺杂剂结合以进一步提高寿命，例如，通过进一步减少非线性微结构光纤中的光致非桥氧空穴中心损耗来提高寿命。该另外的掺杂剂可以包括氟。在一些实施例中，该另外的掺杂剂可以包括铈。

因此，在一些实施例中，纤芯区域可以被共掺杂，例如，纤芯区域可以被掺杂有：铝和氟；铈和氟；磷和氟；硼和氟；或铝和铈。