(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅用組み立て体を製造する方法であって、
増幅用ファイバを備えることと、
前記増幅用ファイバの第二の部分よりも第一の部分により大きな歪障害を引き起こす実質的に同じ曲げ半径および長さの曲げに起因する障害に対する感受性を有する前記増幅用ファイバの前記第一の部分を選択することとを含み、前記第一の部分は増幅用ファイバの全てを含み、前記増幅用ファイバを介して伝搬する信号のパワーがそのピーク値の少なくとも５０％であり、前記方法がさらに、
前記第二の部分をコイル状に巻くことと、
前記第一の部分を実質的に曲がりのない真っ直ぐな構成に保持することによって、曲げ歪に起因する前記障害を軽減するように前記第一の部分を構成することとを含む、方法。
【請求項２】
前記光増幅用ファイバを備えることは、希土類をドープしたファイバを備えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記選択することは、前記増幅用ファイバの少なくとも一つの高信号パワーの第一の部分を選択することを含み、前記第一および第二の部分が実質的に同一の半径および長さの前記曲げを有するときに、光学的な非線形性により生じるノイズが前記増幅用ファイバの第二の部分におけるノイズよりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
光増幅用組み立て体を製造する方法であって、
増幅用ファイバを備えることと、
前記増幅用ファイバの第二の部分よりも第一の部分により大きな歪障害を引き起こす実質的に同じ曲げ半径および長さの曲げに起因する障害に対する感受性を有する前記増幅用ファイバの前記第一の部分を選択することとを含み、前記第一の部分は、前記増幅用ファイバの少なくとも一つの低信号パワーの部分を含み、前記第一および第二の部分が実質的に同一の半径および長さの前記曲げを有するときに、利得の相互作用の減少に起因するエネルギー抽出の低下が前記増幅用ファイバの第二の部分よりも大きく、前記方法はさらに、
前記第二の部分をコイル状に巻くことと、
前記第一の部分を実質的に曲がりのない真っ直ぐな構成に保持することによって、曲げ歪に起因する前記障害を軽減するように前記第一の部分を構成することとを含む、方法。
【請求項５】
前記光増幅用ファイバを備えることは、希土類をドープしたファイバを備えることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一の部分は、前記増幅用ファイバの複数の非連続の部分を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
増幅用ファイバであって、
第一の曲げ半径および第一の長さを有する第一の連続した部分と、
第二の曲げ半径および第二の長さを有する第二の部分とを含み、前記第一の曲げ半径が前記第二の曲げ半径よりも大きく、そして前記第一の長さが前記第二の曲げ半径よりも少なくとも７倍大きい、増幅用ファイバ。
【請求項８】
前記第一の曲げ半径は無限大である、請求項７に記載の増幅用ファイバ。
【請求項９】
前記増幅用ファイバは、希土類をドープしたファイバからなる、請求項７に記載の増幅用ファイバ。
【請求項１０】
前記希土類をドープしたファイバは、イッテルビウム若しくはエルビウム、又は、イッテルビウムとエルビウムの両方の組み合わせを含む、請求項９に記載の増幅用ファイバ。
【請求項１１】
前記第一の連続した部分は、伝搬する信号のパワーがそのピーク値の少なくとも５０％である出力端部分に対応する、請求項８に記載の増幅用ファイバ。
【請求項１２】
前記第一の連続した部分から前記第二の部分へ緩やかに変化する曲率を有する第一の移行領域を更に含む、請求項７に記載の増幅用ファイバ。
【請求項１３】
前記第一の連続した部分は、前記増幅用ファイバの入力部分を含む、請求項８に記載の増幅用ファイバ。
【請求項１４】
前記第一の連続した部分は、前記増幅用ファイバを介して伝搬する信号のパワーがそのピーク値の少なくとも８０％である出力端部分に対応する、請求項８に記載の増幅用ファイバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に光ファイバ、より具体的には曲げ歪を緩和する光増幅用ファイバの構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
信号伝播用ファイバは曲げ半径の許容範囲を超えて曲げられると光信号損失を生じることがよく知られている。したがって、一般に、信号伝播用ファイバをきつく曲げることは避けられる。増幅用ファイバは、その中を通る信号光を増幅するための利得媒体を備え、光増幅器、およびファイバレーザの両方に用途がある。例えば、エルビウムをドープしたファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）はドープされたファイバを通して伝わる信号光の波長で増幅するために、エルビウムをドープされる比較的短い長さ(例えば、数１０ｍ)の光ファイバを備える。伝播損失の管理は一般的に認識された増幅用ファイバ設計の一部分である。曲げ損失は選択的にファイバ中を伝播する不要なモードを除去するので、ある程度の曲げはファイバ増幅器において有益になる場合がある。信号光の過度の曲げ損失は適切な曲げ半径およびファイバの屈折率プロファイルを選ぶことによって防ぐことができる。
【０００３】
したがって、一般に増幅用ファイバは、例えば、光増幅器あるいはファイバレーザ用に小さく梱包するためにスプールに巻かれる。図６は光ファイバ増幅器あるいはファイバレーザに使用可能な増幅用ファイバを巻いた組み立て体を示す。この図に見られるように、組み立て体はスプール６０５に巻かれている巻き付け部分６０３を有する増幅用ファイバ６０１を含む。図６の矢印で示されるように、増幅用ファイバ６０１の第一の端部６０７が信号入力源との結合を可能にするように巻き付け部６０３から延び、増幅用ファイバの第２の端部６０９が出力装置との結合を可能にするように巻き付け部６０３から延びる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、図６に示されるような従来の増幅用ファイバ組み立て体の構成は主として梱包、結合、および曲げに起因する損失により決定されており、曲げに起因するモード歪がほとんど考慮されていないことを認識している。しかしながら、本発明者はさらに、より高出力の光増幅器およびファイバレーザを指向する産業界の傾向に伴い、増幅用ファイバの曲げ歪を考慮することがそのようなファイバを採用する光装置の性能を向上させることを補助するかもしれないと認識している。したがって、本発明は増幅用ファイバの曲げ歪を緩和しながら小さな梱包サイズ、許容される曲げ損失を実現する方法および構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、本発明の１つの目的は増幅用ファイバ組み立て体に関連する上記および/あるいは他の問題に対処することである。
【０００６】
本発明の一実施例は光増幅用組み立て体を製造する方法に向けられており、それは増幅用ファイバを備え、実質的に同じ半径および長さの曲げが第二の部分よりも第一の部分により大きな歪障害を引き起こすような前記増幅用ファイバの第一の部分、および第二の部分を選択することを含む。前記の方法は、第二の部分を巻き、曲げ歪による障害を軽減するように第一の部分を構成することをさらに含む。
【０００７】
本発明の他の実施例は、第一の曲げ半径と第一の長さを有する第一の連続部分、および第二の曲げ半径および長さを有する第二の部分を有する増幅用ファイバを含む。この実施例によれば、第一の曲げ半径は第二の曲げ半径よりも大きく、第一の長さは少なくとも第二の曲げ半径よりも７倍大きい。
【０００８】
本発明のさらに他の実施例は、全長を有する増幅用ファイバを含み、前記増幅用ファイバは第一の曲げ半径および第一の長さを有する第一の連続部分、および第二の曲げ半径および第二の長さを有する第二の部分を含む。この実施例によれば、第一の曲げ半径は第二の曲げ半径よりも大きく、第一の長さは全長の約７％よりも大きい。
【０００９】
添付の図を参照した以下の議論により、本発明の特徴や実施例を明らにする。なお、これらの図面中の構成要素は必ずしも寸法通りではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上に議論されたように、増幅用ファイバ組み立て体の設計における梱包に関する要求、結合、および曲げによる損失という産業上の焦点にもかかわらず、本発明者は、光増幅用ファイバを曲げることによる更なる効果を考慮することがそのようなファイバを採用する光装置の性能改善の補助となるかもしれないことを認識した。具体的には、増幅用ファイバ組み立て体の従来設計は、一般に、不要な高次モード光を除去するためには十分であるが、過大な曲げ伝播損失を被らない程度の大きさにファイバが曲げられているという設計上のバランス点を目標としている。しかし、このトレードオフは曲げに起因するモードフィールド歪の重要性を考慮せずになされている。したがって、本発明者は増幅用ファイバの曲げの効果について研究した。一実施例によれば、多くのファイバは妥当な曲げ損失の制限の範囲内で不要な光を除去するために曲げることが可能であるが、重要な部分はモードフィールド歪の影響を避けるために曲げずに済むことを可能にしている。
【００１１】
図１Ａは直線状に配された一般的な増幅用ファイバの概略的な屈折率プロファイルおよびそれに対応する強度プロファイルを示し、図１Ｂはそのようなファイバ内の光モードの計算上の空間的な位置を示す。図１Ａに見られるように、光モードの強度プロファイルは実質的には屈折率が高いコア領域に対応している。さらに、図１Ｂは空間的には光モードは真っ直ぐなファイバのドープされたコア領域内の中心にあることを示す。図２Ａは図１Ａと同じ増幅用ファイバであるが、曲げを有する際のファイバの図１Ａに対応する屈折率および対応する強度プロファイルを示し、図２Ｂは曲げられたファイバ内の光モードの計算上の空間的な位置を示す。これらの図に見られるように、曲げられたファイバの屈折率プロファイルは曲げによって動かされ、光モードの強度プロファイルは屈折率プロファイルの変化によって縮められ、移動させられるようになる。図２Ｂは曲げられたファイバの光モードが増幅用ファイバ内で空間的に縮められ、移動させられるということを示す。
【００１２】
こうして、本発明者は光学的な障害を生じる曲げ歪の重要性を認識した。特に、本発明者は、増幅用ファイバを曲げることはファイバ内の信号の光モードを歪ませ、曲げられた増幅用ファイバを組み込む光増幅器あるいはファイバレーザなどの光装置の性能に悪影響を与える可能性があることを認識した。例えば、本発明者は、曲げ歪みは光ファイバの有効モード断面積を減少させて光学的な非直線性を増加させ、最終的にはそのようなファイバを組み込む装置から得ることができるパワーを制限する可能性があるということを認識した。他の例として、曲げ歪みは光モードとファイバの利得材料との相互作用を変化させ、信号モードによるエネルギー抽出を低下させたり、または、不要モードの抑制を低下させる可能性がある。
【００１３】
本発明者は、曲げ歪みが非常に大きなモードエリアを持つ増幅用ファイバで特に厳しくなることも認識した。非常に大きなモードフィールド径（ＭＦＤ）を有する増幅用ファイバを設計すると、ファイバの非線形効果を低く維持できることが知られている。この大きなコアサイズおよびＭＦＤは、抽出可能なエネルギーなどの増幅器パラメータの改善ももたらす。したがって、増幅用ファイバのＭＦＤを増加させる傾向がある。本発明者は、この傾向が将来の増幅用ファイバ組み立て体を設計するときに曲げを考慮することの重要性を増す方向に導くであろうことを実感している。例えば、ある大きさのモードエリアを持つファイバは、実際には除去することが困難かもしれない緩やかな（大きな半径）曲げであっても顕著な曲げ歪みを受けることがある。より具体的には、曲げ歪みに起因する非線形性の緩やかな増加が一般的な直径わずか２７ミクロンのステップインデックス型増幅用ファイバに対して観察され、より大きなコアサイズに対してはより大きな影響が観察されている。
【００１４】
増幅用ファイバを曲げることは、上に議論されたように増幅用ファイバを用いた装置に悪影響があり得るが、曲がりのない真っ直ぐな状態で増幅用ファイバを用いると、その増幅用ファイバを用いる装置に不適切な大きい梱包サイズをもたらす結果となるだろう。さらに上に指摘されたように、増幅用ファイバを曲げることは不要なより高次モードの光を除去することができる。本発明者はさらに、曲げ歪に起因する障害は増幅用ファイバのすべての部分が等しく寄与しているわけではないことを発見した。
【００１５】
例えば、（ラマンおよびブリリアン効果のような）光学的な非線形性によって生じるノイズは増幅用ファイバ内の信号光強度が高い領域において主に生成される。簡単な例として、全ファイバ長２．５ｍにわたって信号の増幅が１５ｄＢである増幅器を考え、それは非線形障害によって制限されているものと仮定する。図３は簡単な指数関数になると仮定した増幅用ファイバ長に対する正規化された信号パワーを示すグラフである。非線形性はγＰ０∝Ｐ０／Ａｅｆｆの割合で蓄積する。ここで、Ｐ０は光信号のパワーであり、非線形係数γは有効断面積Ａｅｆｆに逆比例する。図３の点線に見られるように、ファイバ長の最後の２０％（この場合は５０ｃｍ）内で信号のパワーはその出力値の５０％あるいはそれ以上に達する。ファイバのほとんどすべてが同じ曲げ半径で巻かれる、あるいはファイバのほとんどすべてが真っ直ぐであると仮定した場合、非線形障害はファイバのこの最後の部分において主に生成される。本発明の一実施例によれば、ファイバのほとんどを曲げて、ファイバのこの最後の２０％が比較的真っ直ぐに維持される。この方法によって、曲げのないファイバ全長２．５ｍよりもかなり小さい適当な梱包サイズが実現でき、一方、曲げがもたらす（すべてが巻かれたファイバに対する）有効断面積の減少によって引き起こされるであろう非線形障害を同時に軽減する。しかし、本発明は上に述べられた実施例に限定されるものではない。例えば、信号のパワーがその出力値の８０％あるいはそれ以上に達するファイバの終端部分が本質的に真っ直ぐに保持されるように選択されてもよい。
【００１６】
他の例として、利得との相互作用が減少することによるエネルギー抽出の低下は、一般に信号光強度が最も低い領域に関連している。上に指摘されたように、縮められ、あるいは移動させられた光モードは増幅用ファイバの利得媒体をドープされた領域との重なりが乏しい。したがって、信号光強度が比較的小さいファイバの入力領域でも、同じくファイバの曲げ歪を軽減するように構成するようにできる。
【００１７】
図４Ａは本発明の実施例による増幅用ファイバ組み立て体を作る方法を示すフローチャートである。この図に見られるように、その方法はステップ４０１の光増幅あるいは増幅用ファイバを備えることから始まる。ここで使われるように、増幅用ファイバを「備える」という用語は増幅用ファイバを製造することに限定されず、本発明の実施例にしたがって組み立て体に構成される増幅用ファイバを何らかの方法で得ることに当てはめてもよい。さらに、増幅ファイバ、あるいは増幅用ファイバという用語は光ファイバ中を伝わる光を増幅する利得特性を有する光ファイバ導波路を意味する。ステップ４０１で備えられる増幅用ファイバは、例えばネオジム（ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ）、イッテルビウム（ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ）、エルビウム（ｅｒｂｉｕｍ）、ツリウム（ｔｈｕｌｉｕｍ）、プラセオジミウム（ｐｒａｓｅｏｄｙｍｉｕｍ）、あるいはホルミウム（ｈｏｌｍｉｕｍ）をドープされたファイバのような希土類をドープしたファイバであってよい。さらに、増幅用ファイバは、例えば数ｍの真っ直ぐなあるいは曲がりのない予め決められた長さを有する。一実施例において、曲がりのない長さは０．５−１０ｍの場合がある。０．５ｍよりも短い長さに対しては、真っ直ぐなファイバ構成が実行可能な代案である。１０ｍよりも長いファイバに対しては、本発明の実施例により述べられた真っ直ぐなファイバ部分は最終的には１ｍより長くなるかもしれない、そのような場合、そのレーザは多くの用途に十分なほど小型ではないかもしれない。しかし、より短い、あるいはより長いファイバへの本発明の実施例の応用が好都合な場合がある。
【００１８】
ステップ４０３において、ファイバの曲げによる障害を受けやすい増幅用ファイバの少なくとも一部が選択される。より具体的には、増幅用ファイバの所与の曲げにより生じる光学的障害が、実質的に同じ曲げが原因となって生じる増幅用ファイバの第二の部分の障害よりも大きくなるであろう増幅用ファイバの少なくとも第一の部分が選択される。ここで使われるように、「実質的に同じ曲げ」という用語は実質的に同じ曲げ半径（つまり、曲がりの半径）および長さを有する曲げを意味する。ファイバの第二の部分はファイバの残りの長さのすべて（第一の部分以外）、あるいは残りの長さの一部であってよい。選択は測定、シミュレーション、ファイバの設計仕様、あるいは増幅用ファイバの曲げ歪みの影響を受けやすい部分を特定する何らかの他の方法によって障害を受けやすいファイバ部分を決定することを含んでもよい。
【００１９】
上に議論されたように、増幅用ファイバの第一の部分は、光学的非線形性によって生じるノイズが増幅用ファイバの第二の部分におけるものよりも早く蓄積する増幅用ファイバの高信号パワー部である。本発明の一実施例において、第一の部分は信号のパワーが少なくともそのピーク値の５０％である増幅用ファイバの出力部である。例えば、選択された出力部は光ファイバの曲がりのない部分の全長の約２０％であってよい。一実施例において、出力部の長さは１０−５０ｃｍ、あるいは曲がりのない部分のファイバの全長の８−３０％であってよい。他の実施例において、第一の部分は、利得の相互作用が低下することに起因するエネルギー抽出の低下が増幅用ファイバの残りの部分よりも顕著な、少なくとも一つの増幅用ファイバの信号光強度の低い部分を含む。例えば、選択された入力部分は約１０−５０ｃｍ、あるいは曲がりのない部分のファイバの全長の８−３０％であってよい。あるいは、単に信号のパワーで選択領域を定義してもよい。例えば、第一の部分は最小、あるいは最大の信号パワーの内の３−２０の因数であってよい。
【００２０】
他の実施例において、増幅用ファイバの第一の部分はファイバに沿った信号のパワーの変化に基づいて選択することができる。具体的には、信号のパワーは増幅用ファイバの他の部分と比較して局部的に高いパワーを有する部分を示すかもしれない。例えば、以下においてさらに議論されるように、伸長パルスレーザのような閉じたループ状のファイバ組み立て体はファイバの他の部分と比較して信号パワーが高い所定の領域を有する。
【００２１】
他の実施例において、ステップ４０５は増幅用ファイバの移行部分を選択することを含んでもよい。上記の背景技術に関する項において図６に関連して述べられたように、従来の増幅用ファイバ組み立て体は増幅用ファイバを入力および出力装置に結合するためにファイバの巻かれた部分から延びる増幅用ファイバの対向する端部を含む。本発明者は、伸長部分が上に議論されたように曲げ歪みに関わりなく備えられているだけでなく、増幅用ファイバのコイルから伸長部分への移行部分は移行が急で、それはモード結合の原因となり得るということを認識している。伸長部分へのより緩やかな移行もまた本発明の実施例にしたがいモード結合の影響を緩和することができる。そのようなモード結合の影響は本発明の曲げ歪み軽減の実施例において極めて重要であり得る。
【００２２】
曲げ歪みの影響を受けやすい光増幅用ファイバの部分が選択されると、ステップ４０５の増幅用ファイバのコイルを形成するために、増幅用ファイバの第二の部分がある曲げ半径、第二の曲げ半径で（ときにスプールに）巻きつけられる。例えば増幅用ファイバの入力および／あるいは出力端が上に議論された第一の部分であるように、増幅用ファイバの第二の部分は増幅用ファイバの途切れのない中心部分であってよい。あるいは、第二の部分は、例えば上に議論されたファイバの増幅プロファイルによって決定される部分のように増幅用ファイバに沿う断続的な部分であってもよい。さらに、上に述べられたように、第二の部分は残りのファイバ部分の全長であってよく、あるいはその一部だけでもよい。一実施例において、増幅用ファイバの残りの部分は約５−２５ｃｍ、あるいは１０−２０ｃｍの曲率半径でコイル状に巻かれる。増幅用ファイバの残りの部分をコイル状に巻く目的は増幅用ファイバ組み立て体の全長を短くするためであるが、曲げ歪みの影響を受けにくい増幅用ファイバ部分についてもそのようにする。
【００２３】
ステップ４０７において、増幅用ファイバの第一の部分は少なくとも一つの第一の部分における曲げ歪みの影響を軽減するように構成される所定の構成に維持される。所定の構成は、曲げ歪みの影響が許容できなくなる限界の曲げ半径よりも大きい半径、第一の曲げ半径、を有する曲がりであってよい。一実施例において、所定の構成の曲げ半径は約１５ｃｍよりも大きい、あるいは約２０ｃｍよりも大きい、あるいはさらに約２５ｃｍよりも大きい。さらには、所定の半径は望ましい曲げ歪みの軽減を得るためにコイル半径よりも大きくあるべきである。したがって、一実施例においては、所定の構成は実質的に曲がりのない真っ直ぐな構成であってよい。あるいは、所定の構成部の曲げ半径は増幅用ファイバのコイル状に巻かれた部分の半径よりも大きくてもよい。
【００２４】
本発明の一実施例において、ファイバのコイル状に巻かれた第二の部分から選択された第一のファイバ部分への移行領域について曲率がファイバ長とともに緩やかに変化するように調整される。コイル状に巻かれた第二の部分の高い曲率（つまり、小さい曲げ半径）と第一の部分の低い曲率との間の曲率の緩やかな変化はモード結合を軽減するように調整される。
【００２５】
図４Ｂは本発明の他の実施例による光増幅用組み立て体を作るための方法を表すフローチャートである。この図に見られるように、その方法はステップ４２１で増幅用ファイバを備えることから始まる。増幅用ファイバは図４Ａに関して記される増幅用ファイバのいずれかの特性を有していてよい。
【００２６】
ステップ４２３は、実質的に同じ半径および長さの曲げが第二の部分よりも第一の部分により大きな歪障害を引き起こす増幅用ファイバを部分とする第一の部分と、第二の部分を選択することを含む。上に述べられたように、増幅用ファイバの第一の部分は増幅用ファイバの高信号パワー部であって、そこでは光学的非線形性によって生じるノイズが増幅用ファイバの第二の部分より早く蓄積される部分、あるいは利得の相互作用の減少に起因するエネルギー抽出の低下が増幅用ファイバの残りの部分よりも顕著になる部分であってよい。さらに、増幅用ファイバの第二の部分は増幅用ファイバの途切れのない中心部分であってよく、例えば増幅用ファイバの入力および／あるいは出力端が上に議論された第一の部分である。あるいは第二の部分は、例えば上に議論されたファイバの増幅プロファイルによって決定される部分のように増幅用ファイバに沿う断続的な部分であってもよい。しかしながら、図４Ｂの増幅用ファイバの第一および第二の部分は図４Ａに関連して記されるいずれかの構成であり得る。
【００２７】
ステップ４２５は増幅用ファイバの第二の部分をコイル状に巻くことを含み、かつステップ４２７で増幅用ファイバの第一の部分は曲げ歪みに起因する障害を軽減するように配される。第二の部分のコイルの構成と増幅用ファイバの第一の部分の構成とは図４Ａに関連して議論されたいずれかの構成であり得る。例えば、増幅用ファイバの第二の部分は曲げ半径約５−２５ｃｍ、あるいは１０−２０ｃｍで巻かれ、第一の部分の曲げ半径は約１５ｃｍより大きい、２０ｃｍより大きい、あるいは２５ｃｍより大きくてよい。
【００２８】
したがって、本発明の実施例は曲げ歪みの影響を軽減し、適度な寸法の梱包を可能にする増幅用ファイバ組み立て体を作り出す。具体的には、本発明によれば、コイルおよび所定の構成のすべての部分を含む増幅用ファイバ組み立て体の全長はその増幅用ファイバを曲がりのないようにした際の長さよりも短い。例えば増幅用ファイバ組み立て体の全長は２０−６０ｃｍであり得る。あるいは、組み立て体の長さは曲がりのないようにした際のファイバの全長の１５−５０％である。
【００２９】
図５は本発明の実施例による増幅用ファイバ組み立て体の概略図である。この図に見られるように、組み立て体は巻かれた部分５０３、入力部５０５、および出力部５０７を有する増幅用ファイバ５０１を含む。図に見られるように、入力部５０５は実質的に曲がりがなく、長さがＬｉｎである真っ直ぐな構成を有している。同様に、出力部５０７は実質的に曲がりがなく、長さがＬｏｕｔである真っ直ぐな構成を有している。図５は真っ直ぐな構成を有する入力部および出力部を示すが、本発明によれば、曲げ歪みの影響を軽減するために１つ以上の所定の構成を有する必要はない。この点について、図５の細線５０９は、本発明の実施例によってモード結合の影響を軽減するために曲げが随意的にかなり緩やかに変化する移行領域を示す。
【００３０】
光ファイバの真っ直ぐな部分の相対的な長さは、一般に組み立て体を小さく梱包するという必要性に基づいている。例えば、ハイパワークラッドポンピング増幅器に使われるＥＹＤＦ（Ｅｒ、Ｙｂ（イットリビウム）共添加ファイバ）の設計は約４ｃｍの曲げ半径で巻かれた６ｍのドープファイバ部分と、ファイバの出力部に２０ｃｍの真っ直ぐな部分を含んでもよい。この場合、真っ直ぐな部分はファイバ全長の約３％であり、曲げ半径に対する真っ直ぐな部分の長さの比は約５である。
【００３１】
他の例において、通信用シングルモードファイバに使われるＬＭＡ  ＹＤＦ（大モードエリア・イットリビウムドープファイバ）の設計は約３ｃｍの曲げ半径で巻かれた４ｍのドープファイバ部分と、ファイバの出力部に２０ｃｍの真っ直ぐな部分を含んでもよい。この場合、真っ直ぐな部分はファイバ全長の約５％であり、半径に対する真っ直ぐな部分の長さの比は約６．７である。
【００３２】
本発明の一実施例において、ファイバの第一の部分の長さ（例えば真っ直ぐに保持される部分）はファイバ全長の７％よりも大きく、かつ／あるいは第二の曲げ半径に対する第一の部分の長さの比は約７よりも大きい。
【００３３】
上に述べられたように、曲げ歪みの影響は閉ループ増幅用ファイバ組み立て体の中で軽減される可能性がある。そのような構成において、信号のパワーは分散、パルスチャープ、あるいは他の特性に依存する光路長の関数として予め決定されることができる。伸長パルスファイバレーザのパルス持続時間の発展は、利得だけが信号のピークパワーを決めるのではないことの例である。本発明によって増幅器あるいはレーザのパワー変化は既知の方法によって決定され、ファイバの曲がりはこの強度プロファイルにしたがって調整されることが可能である。
【００３４】
これまで述べたことは単に実施が可能な本発明の好ましい実施例の数例を示すが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく種々の改良、変更が行われ得るものであり、またそのような改良、変更は以下に添付する請求の範囲内に含まれるものであることを当業者は理解するべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１Ａは、直線状に配された一般的な増幅用ファイバの概略的な屈折率プロファイル、およびそれに対応する強度プロファイルであり、図１Ｂは、図１Ａの直線状のファイバ内の光モードの空間的な位置である。
【図２】図２Ａは、図１Ａと同じ増幅用ファイバであるが、曲げを有する際のファイバの図１Ａに対応する屈折率および対応する強度プロファイルであり、図２Ｂは、図２Ａの曲げられたファイバ内の光モードの空間的な位置である。
【図３】増幅用ファイバ長に沿う正規化された信号パワーを示すグラフである。
【図４Ａ】本発明の実施例による増幅用ファイバ組み立て体を生成する方法を表すフローチャート。
【図４Ｂ】本発明の他の実施例による増幅用ファイバ組み立て体を生成する方法を表すフローチャート。
【図５】本発明の実施例による増幅用ファイバ組み立て体の概略図。
【図６】光ファイバ増幅器あるいはファイバレーザに使用可能なコイル状に巻かれた増幅用ファイバ組み立て体。
【符号の説明】
【００３６】
４０１、４０３、４０５、４０７  増幅用ファイバ組み立て体を作る工程
４２１、４２３、４２５、４２７  他の実施例による増幅用ファイバ組立体を作る工程
５０１  増幅用ファイバ
５０３  コイル状に巻かれた部分
５０５  入力部分
５０７  出力部分
５０９  移行領域
６０１  増幅用ファイバ
６０３  コイル状にまかれた部分
６０５  スプール
６０７  増幅用ファイバの第一の端部
６０９  増幅用ファイバの第二の端部
【図１】
0005129065.tif 000002
【図２】
0005129065.tif 000003
【図３】
0005129065.tif 000004
【図４Ａ】
0005129065.tif 000005
【図４Ｂ】
0005129065.tif 000006
【図５】
0005129065.tif 000007
【図６】
0005129065.tif 000008