曲げ補償LMA光ファイバであって、縦軸および半径rcoreを有するコア領域と、前記コア領域を取り囲むクラッド領域とを備え、前記コア領域およびクラッド領域が、前記コア領域内で前記軸の方向に基本横モードの信号光の伝播を支持および誘導するように構成され、前記ファイバが横断面によって特徴付けられ、この横断面が屈折率特性によってさらに特徴付けられ、前記クラッド領域が、前記コア領域を取り囲む内側クラッド領域、および前記内側クラッド領域を取り囲む外側クラッド領域を含み、前記内側クラッド領域が、前記内側クラッド領域の、ある勾配で傾斜した少なくとも1つの横部分を含み、前記ファイバの少なくとも1つの縦部分が半径Rbに曲げられ、または巻き付けられ、前記曲げまたは巻付けが、前記部分内に前記屈折率特性の変化を生じさせ、少なくとも前記縦部分が、i前記屈折率特性が前記軸に対してほぼ方位対称であり、ii前記横部分の屈折率特性が、前記変化を補償するように設定されるという点で、あらかじめ補償される、曲げ補償LMA光ファイバ。前記内側クラッド領域が、前記外側クラッド領域の近くにある前記横部分と、前記コア領域の近くにある残りの部分とを含む、請求項1に記載のファイバ。前記残りの部分の屈折率が傾斜していない、請求項2に記載のファイバ。前記残りの部分の屈折率もまた傾斜している、請求項2に記載のファイバ。前記LMAファイバの有効モード面積が少なくとも300λ2であり、ここでλが前記信号光の波長である、請求項1に記載のファイバ。前記勾配がおよそγncore/Rbであり、ここでncoreが前記コア領域の屈折率であり、γ=0.6~1.2である、請求項1に記載のファイバ。ファイバが諸光学特性を有し、前記縦部分が、前記光学特性の少なくとも1つが、前記曲げられる、または巻き付けられる部分の曲げの方向に対する前記ファイバの向きと実質的に無関係になるように構成される、請求項1に記載のファイバ。前記内側クラッド領域が環状であり、r2/rcoreが前記ファイバ内の高次モードの伝播を抑制する設定となるように、rcoreから始まる内側コア半径、および外側半径r2を有する、請求項1に記載のファイバ。r2/rcore>2である、請求項8に記載のファイバ。前記半径が、前記高次モードで生じる光損失が前記基本モードの損失の少なくとも10倍になるように設定される、請求項9に記載のファイバ。r2/rcore>3である、請求項8に記載のファイバ。前記半径が、前記高次モードで生じる光損失が前記基本モードの損失の少なくとも100倍になるように設定される、請求項11に記載のファイバ。前記内側クラッド領域の前記横部分が、前記コア領域に近似した高い屈折率と、前記外側クラッド領域に近似した低い屈折率とを有する、請求項8に記載のファイバ。前記低い屈折率が前記外側クラッド領域の屈折率よりも低い、請求項13に記載のファイバ。前記低い屈折率が前記外側クラッド領域の屈折率とほぼ等しい、請求項13に記載のファイバ。前記コア領域が放物線状屈折率特性を有する、請求項1に記載のファイバ。加えられた光ポンプエネルギーに対応して前記信号放射を増幅する請求項1に記載の光ファイバと、前記ポンプエネルギーの供給源とを備える光学装置であって、前記ポンプエネルギーが前記光ファイバの中に結合される、光学装置。支持部材と、請求項1に記載の光ファイバとを備える光サブアセンブリであって、前記ファイバが前記支持部材に巻き付けられ、貼り付けられる、光サブアセンブリ。LMAファイバの曲げについての本発明者らの分析で、HOM抑制の選択性は、ファイバのコア領域または他の領域の曲げ摂動によってではなく、主に内側クラッド領域の曲げ摂動によって劣化するという驚くべき結果が発見された。したがって、基本的な性能妥協点を劇的に改善するには、内側クラッド領域の曲げ摂動を補償することで十分である。従来技術と異なり、十分なHOM抑制を伴う曲げ補償では、コア領域の屈折率特性の非対称性も、ファイバ断面全体にわたる屈折率特性の非対称性も不要である。しかし、本発明の主要な設計の特徴は、非対称屈折率特性を用いることを除外もしない。本発明の第1の態様によれば、曲げ補償光ファイバは、縦軸を有するコア領域と、コア領域を取り囲むクラッド領域とを備える。コア領域およびクラッド領域は、コア領域内でファイバ軸の方向に基本横モードの信号光の伝播を支持および誘導するように構成される。クラッド領域は、コア領域を取り囲む内側クラッド領域と、内側クラッド領域を取り囲む外側クラッド領域とを含む。ファイバの少なくとも1つの縦部分は、曲げ半径Rbに曲げられるように、または巻き付けられるように構成される。まっすぐなファイバの屈折率特性が曲げにより変化し、それによって、当技術分野で等価屈折率特性として知られるものが曲げ部分の中に生じる。少なくともこの縦のファイバ部分は、iファイバの横断面が、ファイバ軸に対してほぼ方位対称である屈折率特性を有し、ii内側クラッド領域の少なくとも1つの横部分の屈折率特性が、曲げによって誘発されるであろう屈折率特性の予想される変化を補償するように設定された、すなわち予想される等価屈折率特性を補償するように設定された勾配で傾斜しているという点で、あらかじめ補償される。本発明の第1の態様の一実施形態では、実質的にシングルモード動作を可能にする優れたHOM抑制のある本発明のLMAファイバの曲げ補償が、LMAファイバの内側クラッド領域の屈折率を好ましくはγncore/Rbの勾配で傾斜させることによって実現され、ここで、γは0.6~1.2の範囲に入り、γ=1は、よく知られている幾何等角写像を前提とする理想的な補償に該当するが参照により本明細書に組み込まれるMarcuse、Appl.Opt.、Vol.21、4208頁1982年を参照されたい、好ましい設計には、応力補正例えば、γ=0.8、またはコイル内の曲率ばらつきなどを可能にする他の調整が含まれてよく、ncoreはコア領域の屈折率であり、Rbは曲げ半径である。曲げ誘発歪み応力に関しては、参照によりやはり本明細書に組み込まれるNagano、AppliedOpticsVol.17、No.13、2080~2085頁1978年を参照されたい。本発明の第1の態様の別の実施形態では、内側クラッド領域は環状であり、r2/rcoreがHOMの伝播を抑制する設定となるような内側半径r1および外側半径r2を有する。HOM抑制の望ましいレベルに応じて、いくつかの実施形態ではr2/rcore>2が好ましく、他ではr2/rcore>3が好ましい。本発明の第2の態様によれば、曲げ補償光ファイバは、縦軸を有するコア領域と、コア領域を取り囲むクラッド領域とを備える。コア領域およびクラッド領域は、コア領域内でファイバ軸の方向に基本横モードの信号光の伝播を支持および誘導するように構成される。クラッド領域は、コア領域を取り囲む内側クラッド領域と、内側クラッド領域を取り囲む外側クラッド領域とを含む。ファイバの少なくとも1つの縦部分は、曲げ半径Rbに曲げられるように、または巻き付けられるように構成され、少なくともこの縦のファイバ部分は、内側クラッド領域の少なくとも1つの横部分の屈折率特性が、曲げによって誘発されるであろう屈折率特性の予想される変化を補償するように設定された、すなわち等価屈折率特性を補償するように設定された勾配で傾斜しているという点で、あらかじめ補償される。加えて、内側クラッド領域は環状であり、r2/rcoreがHOMの伝播を抑制する設定となるような内側半径r1および外側半径r2を有する。HOM抑制の望ましいレベルに応じて、本発明の第2の態様のいくつかの実施形態ではr2/rcore>2が好ましく、他ではr2/rcore>3が好ましい。本発明の第2の態様のいくつかの実施形態では、ファイバの少なくとも1つの縦部分が、曲げ半径Rbに曲げられるように、または巻き付けられるように構成され、この部分内でファイバの横断面は、ファイバ軸に対してほぼ方位対称である屈折率特性を有する。これらの対称実施形態では、ファイバを配置することが固定方位配向を必要とせずに可能になる。本発明の第2の態様の別の実施形態では、ファイバの少なくとも1つの縦部分が、曲げ半径Rbに曲げられるように、または巻き付けられるように構成され、この部分内でファイバの横断面は、ファイバ軸に対して非対称である屈折率特性を有する。本発明は、その様々な特徴および利点と共に、以下のより詳細な説明を添付の図面と併せ読めば容易に理解することができる。上記の様々な図は、原寸に比例して描かれていない点で、かつ/または図を簡単で分かりやすくするために、描かれた実際の光ファイバまたは製品の細部のすべてを含んでいない点で、概略的に示されている。加えて、図1Bの縦座標は絶対屈折率を示すのに対し、図4、5および7の縦座標は相対屈折率を示すすなわち各屈折率は、外側クラッド領域の屈折率と相対的なものであることに留意されたい。用語解説曲げ:通常は簡単に曲げと呼ばれる大きい曲げは、ファイバが、その長手方向に沿ってその曲率が相対的に一定になるように曲げられ、巻かれ、またはねじられる場合に起こる。対照的に微小曲げは、曲率がある特定のファイバの断熱長さの程度内例えば、ファイバの長手方向に沿って1ミリメートル程度以下で著しく変化する場合に起こる。このような微小曲げは、例えば、標準的な微小曲げ試験においてファイバを紙やすりに押し付けることによって形成される。中心波長:本義論の全体を通して、波長について言及されるものは、特定の光放出の中心波長を意味するものであり、すべてのこのような放出には、中心波長の上下のよく知られている波長範囲を含む特有の線幅があることが理解されている。ガラスファイバ:本明細書で説明されているタイプの光ファイバは通常、ガラス例えば、シリカで作られており、コア領域およびクラッド領域の屈折率は、当技術分野でよく知られているように、1つまたは複数のドーパント例えば、P、Al、Ge、F、Clの量と種類によって、あるいはファイバの製造中にファイバ中に取り込まれる中空ボイドによって制御される。これらの屈折率、ならびにコア/クラッド領域の厚さ/直径により、当技術分野でよく知られているように、重要な動作パラメータが決まる。このようなガラスファイバが適切にポンピングされた場合に利得を生成するように、ガラスファイバはまた、前述のように希土類種またはクロムでドープされる。屈折率:1つまたは複数の指数indexという語は1つまたは複数の屈折率refractiveindexを意味する。ある特定の領域例えば、クラッド領域が微小構造例えば孔であり、充填されたものか例えば、低屈折率の気体、液体または固体でそれとも非充填のもの例えば、空気孔を含む設計では、このような領域の屈折率は、その領域を伝播する光によって見られる平均屈折率を意味すると解釈される。屈折率特性:図1B、図2~5および図7の概略屈折率特性は、光ファイバ内で観察可能であろう屈折率の実際の微小ばらつきの平均である。加えて、屈折率特性の様々な領域は長方形であるとして示されているが、このような領域の境界線は水平または垂直である必要がなく、1つ以上が傾斜していてよく、例えばその領域が台形または三角形であってもよい。LMA:高出力用途では、大モード面積LMAファイバは、およそ90λ2以上の基本モード有効面積を有すると定義され、ここでλは信号波長である。例えば、1060nm1.06μmの波長では、約100μm2以上の有効面積が大モード面積を構成するのに対し、1550nm1.55μmの波長では、216μm2以上の有効面積が大モード面積を構成する。曲げ補償は、約300λ2以上の大モード面積で特に重要になる。M2:LMAファイバの光学特性は、その横断屈折率特性の細部に敏感に依存する。従来の知識が示すところによれば望ましいLMAファイバは、M2が1.0に非常に近い基本モードを有し、これは、コア領域内側の横断屈折率特性が実質的に均一である、つまり屈折率特性がコア領域の横断面内で実質的に均一であるという想定のもとで、基本横モードの光場の形状が非常にガウス形に近いことを意味する。M2は、モードフィールドと真のガウス関数の間の類似度の尺度となる。より具体的には、ガウス形を有するモードではM2=1.0であり、他のすべてのモードフィールド形ではM2>1.0である。参照により本明細書に組み込まれるP.A.Belanger、OpticalEngineering、Vol.32.No.9、2107~2109頁1993年に記載されているように、M2は、理想的なガウス関数に対してファイバの基本横モードが有する類似度を定義する。本明細書では、M2を1ステップ屈折率光ファイバのLP01基本モードに対し定義するが、この定義は、本明細書で説明されるすべての光ファイバに対し有効である。理論上ではM2は任意に大きくなり得るが、実際にはGPFのM2は通常、およそ1<M2<10の範囲にある。さらに、例えば約1.06のM2は、M2が約1.0という意味で通常は小さいと考えられるのに対し、例えば約1.3のM2は、M2>>1.0という意味で大きいと考えられる。M2が1.0に非常に近い場合、ファイバから出てくるビームは実質的に平行になることも、回折が限定されたスポットに密に集束することもある。モード:モード1つまたは複数という語は、電磁波例えば、信号光であり、光増幅器の場合では増幅されるべき信号光、またはレーザの場合では誘導放出が含まれるの横モード1つまたは複数を意味するものとする。モードサイズ:光モードのサイズは、その有効面積Aeffで表され、これは次式で与えられる。ここで、Eはモードの電場の横断空間包絡線transversespatialenvelopeであり、積分はファイバの断面積について行われると理解されたい。モード-フィールドの形状がほぼ線対称すなわち、ファイバの回転縦軸を中心とする対称ガウス関数である場合、モード-フィールド直径MFDは、モードの直径の適切な測定基準となり、次式で表すことができる。ここでrは動径座標である。モード-フィールドの形状が線対称ガウス関数と正確に等しい場合、Aeff=π×MFD2/4となる。半径/直径:上記および下記の議論で半径および直径という語を使用することで、様々な領域例えば、コア、ペデスタル、トレンチ、クラッドの断面が円形および/または環状であることが暗示されるが、実際にはこれらの領域は非円形であることもあり、例えば、楕円形、多角形、不規則な形または他のより複雑な形であり得る。それでも、当技術分野で一般的であるように、簡単で分かりやすくするために半径および/または直径という語がしばしば使用される。信号伝播:信号光は、ファイバに沿って伝播するときに実際には縦軸と交差する可能性があるが、伝播の全体的方向はその軸例えば、図1Aの10.4に沿っていると当然のこととして言われることが当技術分野でよく理解されている。シングルモード:シングル横モードでの光伝播について言及されるものは、シングルモードでの伝播を実質的または実際上含むものである。すなわち、実際的な意味ですべての他のモードを完全に抑制することは必ずしも可能とは限らないことがある。しかし、シングルモードは、このような他のモードの強度が、意図された用途では小さい、または重要でないことを暗示する。抑制されるHOM:HOMを抑制する必要の度合いは、具体的な用途によって決まる。全くの、または完全な抑制は多くの用途で要求されず、これは、相対的に低い強度のHOMが継続的に存在することは許容され得ることを暗示する。多くの事例で、基本モードの減衰と比較して高度のHOMの減衰を行うことで十分なことがあり得る。こうした抑制は相対的または選択的と呼ばれる。いずれにしてもHOMを抑制すると、例えば、ビーム品質が向上すること、総挿入損失が低減すること、進行モードのノイズが低下すること、およびマイクロベンド損失が低下することによって、システム性能が向上する。非ドープ:非ドープすなわち意図しないでドープされたという語は、ファイバの一領域、またはこのような領域を形成するために使用されるスタートチューブが製造中に、意図的でなく付加される、またはその領域内で管理されるドーパントを含有することを意味するが、この語は、製造工程中に元来取り込まれる可能性がある低レベルのバックグラウンドドーピングを除外しない。曲げ補償LMAファイバ-一般設計この節では、巻き付けられる、または曲げられる構成になっている曲げ補償LMAファイバの設計について説明する。すなわち、LMAファイバの少なくとも1つの縦部分が曲げ半径Rbであることを特徴とする。このようなLMAファイバを巻き付けること、または曲げることは、スペースを節約する、またはある特定の用途の何か他の物理的要件を満たすための手段であることが多い。典型的な用途例えば、光ファイバ増幅器およびレーザについては後の節で説明する。ここで図1Aに移ると、本発明の一態様による曲げ補償LMA光ファイバ10の横断面図が示されている。ファイバ10は、シングルモードまたは多重モードとすることができ、コア領域10.1、コア領域を取り囲む環状内側クラッド領域10.2、および内側クラッド領域を取り囲む環状外側クラッド領域10.3を含む。一般に、これらの領域は、シングルモードすなわち、巻かれたとき、または曲げられたときの縦軸10.4の方向の基本横モードでの信号光の伝播を効果的に支持するように構成される。この目的のために、ファイバ10は、HOMの伝播を抑制するように設計され、具体的には、内側クラッド領域10.2の屈折率特性および半径寸法が、このようなHOMを抑制するように設定される。より具体的には、本発明の一態様によれば、ファイバ10は例示的に、図1Bに示されたタイプの対称屈折率特性を有する。すなわち、コア領域10.1は屈折率ncoreを有し、外側クラッド領域10.3は屈折率noutを有し例示的にnout<ncore、内側クラッド領域10.2の少なくとも1つの横部分10.22は、その屈折率が、外側クラッド領域10.3に近似した第1の値n1から、コア領域10.1に近似した第2の値n2の間で傾斜しており、ここでn2>n1である。任意選択で、内側クラッド領域の残りの部分10.21の屈折率を傾斜させないこともある。しかし、いくつかの実施形態では、内側クラッド領域10.2全体を傾斜させることがある。対称屈折率特性とは、屈折率特性が方位対称を有することを意味する。すなわち、半径rにおけるファイバ10の屈折率は、すべての方位角φでほぼ等しい。したがって、対称性は、円筒座標を規定するファイバの縦軸を基準とする。図3A、4Aおよび図5Aに示されているように、特定の屈折率特性の断面特定の方位角φに対応しているでは、方位対称は鏡像対称を暗示し、半径方向位置rにおける屈折率は、半径方向位置-rにおける屈折率とほぼ等しい。屈折率特性がほぼ方位対称であると、方位の相違によりファイバ性能例えば、HOM抑制の過度の劣化が生じないことが保証される。対称特性には、積層化を含む様々な製造技法によって近づけることができ、したがって、理想的な円形または環状領域の対称特性に、多角形または多角形環帯によって近づけることができる。それゆえに、いくつかの回転対称例えば、4回以上の回転対称をほぼ方位対称が得られるものとして考えることができる。HOMを抑制するために、LMAファイバ設計のこの実施形態に対し2つの基準が課される。一方の基準は、内側クラッド領域10.2の傾斜屈折率部分の傾斜に関し、もう一方は、内側クラッド領域の半径寸法に関する。すなわち、内側クラッド領域10.22の傾斜屈折率部分の勾配は、γncore/Rbにほぼ等しいことが好ましい。ただしγは0.6~1.2に等しい。すなわち、よく知られた幾何学的共形マッピングによれば、γ=1が理想的に曲げを補償するがMarcuse、Appl.Opt.、Vol.21、4208頁1982年を参照されたい、好ましい設計には応力補正例えば、γ=0.8、またはコイル内などの曲率ばらつきを許容する他の調整が含まれ得る。加えて、いくつかの実施形態では、内側クラッド領域10.2の外形r2と内径r1の比が不等式r2/rcore2を満たすことが好ましく、他の実施形態では、HOM抑制の望ましいレベルに応じてr2/rcore>3が好ましい。より具体的には、シミュレーションで、適度に厚い内側クラッド領域r2/rcore>2では、0.1dBの基本モード損失当たり約1dBのHOM損失すなわち、HOM損失は基本モード損失の約10倍が示されるのに対し、より厚い内側クラッド領域r2/rcore>3ではずっと高い選択性が得られ、0.1dBの基本モード損失当たり約10dBのHOM損失すなわち、HOM損失は基本モード損失の約100倍となる。内側クラッド領域が曲げ補償および相対的HOM抑制に及ぼす影響は、図2A、2Bおよび図3A、3Bに示された屈折率特性を考慮することでより良く理解することができる。単に例示を目的として、ステップ屈折率コアSICの特性が4つの図すべてに示されているが、図2は、従来のSICファイバがゆるく曲げられている図2A、およびきつく曲げられている図2Bのを示すのに対し、図3は、本発明の一実施形態による内側クラッドの一部分が傾斜しているSICファイバを示す。ファイバが曲げられていない事例図3Aが、ファイバが相対的にきつく曲げられている事例図3Bと比較されている。すなわち図2Aは、従来のSICファイバが曲げられていない場合特性20、および相対的にゆるく曲げられている場合特性22、例えばRbが約50cmの2つの等価屈折率特性を含む。従来のSICファイバの内側クラッド20.2は、均一または一定の屈折率を有する。つまり、内側クラッドには傾斜屈折率部分がない。図2Aでは、2つの等価屈折率特性は互いに近い。基本モード実効屈折率24は完全に誘導されるが、複数のHOM分かりやすくするために単一の実効屈折率26で示されるは、波状矢印28で示されるようにトンネル損失をこうむる。したがって、HOMのトンネル損失は、基本モードよりもずっと大きい理論上は無限大。曲げがきつくなるにつれ曲げ半径が小さくなる、例えばRbが約15cm、特性23で示されるように図2B、屈折率特性の勾配が大きくなる。これらの状況下では、基本モードもHOMも、それぞれ波状矢印29および28で示されるように、マクロベンドトンネリング損失をこうむる。マクロベンド損失は、コア領域から、等価屈折率特性23で表示がモード実効屈折率コア領域20.1のレベル24で表示よりも大きくなっているクラッド領域の部分へのモードのトンネリングである。基本モードがもはや完全にコア領域に閉じ込められないので、図2BのHOMと基本モードの損失の比は図2Aよりも小さい。本発明者らが理解するに至った重要な原理の1つは、基本モードおよびHOMの相対的閉込めは主に、内側クラッド領域の特性、特に曲げ部の外側の内側クラッド領域30.2の部分の特性によって決まることである。図3Aおよび図3Bは、内側クラッド領域が曲げ補償および基本モード対HOMの相対的な閉込めまたは抑制にどれだけ影響を及ぼすかを概略的に示す。すなわち図3Aは、2つのまっすぐな曲げ部がないファイバの等価屈折率特性を示し、特性20が従来のSICファイバの屈折率特性であり図2Aと同様、特性30が対称曲げ補償SBCファイバの屈折率特性であり、外側クラッド領域30.3に近い内側クラッド領域30.2の部分30.2gが、本発明の例示的な一実施形態によれば傾斜している。対照的に、コア領域30.1に近い残りの部分30.2は傾斜していない。SBCファイバが相対的にきつく曲げられる場合例えば、Rbが約15cm、特性は図3Bに示されるように変化傾斜する。すなわち、図3Aの従来のSICファイバの特性20は傾斜して、図3Bの特性23で示される形になる。同様に、本発明のSBCファイバの特性30もまた傾斜して、図3Bの特性33で示される形になるが、傾斜した内側クラッド領域には、基本モードのマクロベンド損失を低減することに関し顕著な効果がある。より具体的には、基本モード波状矢印29は、本発明のファイバ中では、従来のSICファイバ中よりもずっと長い半径方向距離を通り抜けなければならない。この関係は不等式rc2>>rc1で表され、ここでrc2は、基本モードの実効屈折率線24の延長線と本発明のSBCファイバの屈折率特性33との交点であり、rc1は、基本モードの実効屈折率線24の同じ延長線と従来のSICファイバの屈折率特性23との交点である。対照的に、HOMのトンネリングは相対的に影響を受けず、その結果、基本モードの相対的閉込めは大きく改善されることになる。このように図3の概略図は、本発明が基本モード閉込めをどれだけ改善するかを示す。曲げ損失、有効モード面積AeffおよびHOM抑制にはよく知られている妥協点があるので、当業者は上記の原理を容易に適用して、これら3つのいずれかの改善を実現することができる。さらに本発明者らは、上記の本発明のファイバのコア領域について、単に教育上の都合として1ステップ屈折率すなわち、半径寸法内で一定の屈折率を想定した。本発明者らの曲げ補償戦略は、例えば、直線的に傾斜した特性もしくは放物線状に傾斜した特性などの傾斜特性、または傾斜がほぼ直線的もしくはほぼ放物線状である特性を含む、多様なコア領域屈折率特性と適合する。あるいは、コア領域特性は、傾斜特性に重畳されたピーク中心/その近く、外縁/その近く、または両方を含むこともある。しかし、上記のタイプの曲げ補償内側クラッド設計と組み合わされた場合、放物線状のコア屈折率特性のよく知られている利点モード形状が曲げ半径に影響を受けにくいこと、モード移動が少ないことは特に有用である。本発明の多くの実施形態では、ファイバ製造および装置組立ての両方が簡単になる総合対称屈折率特性を利用する例えば、基本モードサイズ、信号減衰、散乱などの少なくとも1つの光学特性が、曲げ方向に対するファイバの方位配向とは実質的に無関係に表される。しかしそれでも、総合非対称屈折率特性を有するLMAファイバ中のHOM抑制を制御するために上記の内側クラッド特徴を組み込むことが有利なことがある。総合屈折率特性とは、ファイバの実質的に全横断面にわたる屈折率特性を意味する。非対称屈折率特性とは、ある方位角φにおいて半径に対する屈折率特性をサンプリングしたときに、rにおけるLMAファイバの屈折率が-rにおける屈折率特性の鏡像にならないことを意味する。すなわち、非対称性は、図7Aに示されるように、ファイバの縦軸に対してである。これは特に、屈折率特性が、予想される曲げの方向に対応する方位角に沿ってサンプリングされる場合に当てはまる。対称曲げ補償SBCLMAファイバ-例この節では、本発明の例示的な実施形態による曲げ補償SBCLMAファイバの2つの設計AおよびBで示すについて説明する。これらのファイバ設計の両方で、コア設計は放物線状に傾斜しており、内側クラッド領域の少なくとも一部分は直線的に傾斜した屈折率を有するが、これらの設計は、内側と外側のクラッド領域間の界面に屈折率特性のステップが存在する例A、または存在しない例Bことにおいて異なる。図3Bに示された原理によれば、HOMは、内側クラッド領域の外に漏れ出ることが許容されなければならない。したがって、外側クラッド領域屈折率はHOM抑制を妨げるほど低くなり得ないが、このことは外側クラッド領域屈折率に対し特定の値を暗示しない。すなわち、前述の屈折率ステップがある設計もない設計も望ましいことがある。SBCファイバとして、両方の設計がまた、ほぼ対称の屈折率特性を有する。図4Aは、例A2の屈折率特性40aを示し、LMAファイバ曲がっていないが次の特徴、すなわち、放物線状屈折率特性40.1aを有する円形コア領域40.1と、直線的に傾斜した屈折率特性40.2a例えば、r1におけるΔn2の約0から、r2におけるΔn1の約-6×10-4まで傾斜を有する環状内側クラッド領域40.2と、均一または一定の屈折率特性40.3aを有する環状外側クラッド領域40.3と、内側クラッド領域と外側クラッド領域の間の界面にある屈折率ステップ40.5aとを有する。以下で、ファイバA2と同じ設計タイプの3つのファイバA1、A2、A3の物理的特性および性能について説明する。同様に図5Aは、シングルモードである例Bの屈折率特性50を示し、LMAファイバ曲がっていないが次の特徴、すなわち、放物線状屈折率特性50.1aを有する円形コア領域50.1と、直線的に傾斜した屈折率特性50.2a例えば、r1におけるΔn2の約4×10-4から、r2におけるΔn1の約0まで傾斜を有する環状内側クラッド領域50.2と、均一または一定の屈折率特性50.3aを有する環状外側クラッド領域50.3とを有する。例Aとは対照的に、例BのLMAファイバには、内側クラッド領域と外側クラッド領域の間の界面に屈折率ステップがない。以下で、この設計の物理的特性および性能を有するシングルファイバについて説明する。表Iは、図4Aおよび図5Aにそれぞれ示された例Aおよび例BのLMAファイバの様々な物理的特性、ならびに図6に示された動作特性例えば、Aeffを一覧表示する。これらの例示的ファイバのすべてについて、Dcore=2r1である。これらのファイバのそれぞれについて、n2-n1/r2-r1≒7.7/mであり、この勾配が曲げ誘発傾斜γncore/Rb=7.7/mを補償するという要件と一致している。この傾斜計算では、γ=0.8ファイバ中の応力に対処するため、Rb=15cm光ファイバ増幅器内のLMAファイバの妥当なコイルサイズに対する代表的な曲げ半径要件、およびncore=1.45を想定した。1.45の屈折率の値は、約1000nmの波長での純粋のドープされていないシリカの屈折率に相当し、i対象の他の波長において例えば、約1550nmの波長でncore=1.444、またiiLMAファイバのドープされたコア領域で典型的な他のドーピングレベルにおいてすなわち、ドーピングによる屈折率の相違は通常0.01よりずっと小さく、これらの差は誘導に関しては重要であるが、曲げ誘発傾斜に関するこの数式に及ぼす影響は無視できる、屈折率のよい近似値である。上記のLMAファイバが半径Rb=15cmになるように巻き付けられる、または曲げられる場合、シミュレーションでは、図4Aおよび図5Aそれぞれの曲げ補償屈折率特性40aおよび50aが、図4Bおよび図5Bそれぞれの等価屈折率特性40aおよび50bへと変化する傾斜し再構成されることが示される。より具体的には、巻き付けられた、または曲げられたファイバでは、図4Bの屈折率特性40bは、右側では上にシフトし曲げの半径の外側に向かう正数の半径距離であり、屈折率を大きくする、左側では下にシフトしている曲げの半径の内側に向かう負数の半径距離であり、屈折率を小さくする。その結果、内側クラッド領域40.2図4Aの傾斜部分40.2aは、水平部分40.2b図4Bに再構成される。同様に、放物線状のコア領域屈折率特性40.1aは、等価屈折率こぶ40.1bに再構成され、これは、LMAファイバ全体の曲げられた、または巻き付けられた部分の基本モードを誘導する。すなわち、図4Bは、Rb=15cmで巻き付けられた、または曲げられたファイバ中の実際の誘導が、等価屈折率ピークΔnが約1×10-4で行われることを示し、これは、ファイバの製造において必要とされるおおよその精度である。シミュレーションでは、図6に図示したように、上記の設計の両方が優れた動作特性を有することが示される。図6は、従来のLMA設計曲線6.6は従来のSICファイバ、曲線6.5は放物線状屈折率コア領域を有する従来のファイバと、本発明のLMA設計曲線6.1~6.4との両方について、有効モード面積Aeffに対するHOM抑制を示す。重要な設計妥協点は、基本モード面積とHOM抑制と曲げ損失との間にある。この三項目妥協点は、同じ基本曲げ損失を有する設計を比較することによって、2次元グラフで示すことができる。図6はこのような比較を示し、基本曲げ損失はすべての設計で約0.1dB/mである。この特定の曲げ損失の値は、利得ファイバの数メートル長の部分の総損失が許容できるもの例えば、5mで0.5dBになるように選択された。この手順は、様々なシステムレベル設計要件例えば、適切なポンプ吸収に必要な長さ、許容できる筐体サイズなどに応じた基本損失、曲げ半径などの異なる値を用いて適用することができる。SBC設計曲線6.1~6.4は、Aeff動作結果に対する望ましいHOMの範囲に及び、一部が、非常に広いモード面積約2000μm2、r2=160μm、r2/rcore=4、設計A3、曲線6.3を堅固なシングルモード挙動と共に有する例えば、基本損失が0.5dBしかないがHOM損失は100dBを超える、すなわちHOM損失が基本モード損失の200倍である、5mのLMAファイバ長。他のもの曲線6.1の設計A1、A2、曲線6.4の設計Bは、より堅固なシングルモード動作すなわち、より高いHOM損失を有するが、モード面積が小さくなる例えば、500~1700μm2という代償を伴う。好ましい例の中で、クラッド領域が相対的に薄い設計r2/rcore=2.7、曲線6.4の設計Bは、相対的に大きいHOM損失約100dB/mと大きいAeff>1000μm2との非常に印象的な組合せをなお有する。しかし、r2/rcoreがさらに小さい設計では、HOM抑制の顕著な劣化を示す例えば、r2/rcore=2.0、曲線6.4の最も右側の点でHOM損失<10。計算されたモード面積は曲げ変形の影響を含む。これは例えば、図6の約1200μm2のAeffが、このようなファイバが曲げにより著しい曲げ誘発変形を受けると共にモードフィールドが減少するので、40μmのMFD約1256μm2のモードフィールド面積を有する従来技術の直線LMAファイバの引用されたAeffよりも実際にはずっと大きいことを意味する。設計B図5Aおよび図5Bは、Aeffが約1000μm2であり、損失が100dB/mを超え非常に大きい。この設計は、内側と外側のクラッド領域間のインターフェースにおける屈折率ステップを省略しており、ファイバ製造ばらつきに影響されにくく、こぶの屈折率ピーク図5Bは設計A2図4Bよりもいくぶん高いが、Δnは依然として約1~2×10-4である。しかし、影響されやすさの調査では、設計Aまたは設計B、および約10-4というファイバ屈折率の製造不ぞろいにより、従来の50μmコアLMAファイバ例えば、漏洩チャネルファイバ、ステップ屈折率コアファイバよりも大きいモード面積が、5m光ファイバ増幅器内のGPFの典型的な長さにわたる約50dBの総合HOM抑制で可能になる堅固なシングルモード動作と共に、実現できることが示される。非対称曲げ補償ABCLMAファイバLMAファイバの総合屈折率特性の非対称性を実現するには、ファイバ断面の微小領域内ガラスの屈折率を制御できることが重要である。このような制御を実現する1つの方法は、ファイバを微小構造物、すなわち多数のガラスセルまたはボイドとして製造することであり、各セルの屈折率は製造時に個々に制御され、ある領域例えば、セル、コア、またはクラッドの総合屈折率は、その領域内の各セルおよび存在すれば周囲の母材の屈折率の平均になる。すなわち、微小構造セルは、当技術分野でよく知られている技法を使用して、屈折率がわずかに異なる複数の市販のガラスシリカロッドから製造することができ、例えば、F300ロッドは、ロッドの屈折率が純シリカを約3.5~5×10-4上回るように塩素でドープされており、F320ロッドは、ロッドの屈折率が純シリカを約6~14×10-4下回るようにフッ素でドープされている。各ロッドの直径は重要でないが、都合よく約1~2mmの範囲にある。明らかに、F300ロッドとF320ロッドを様々な組合せで用意することによって、セルの屈折率、したがって様々なファイバ領域の屈折率の精密な調整を行うことが可能である。F300ロッドとF320ロッドの間の屈折率を得る1つの技法は、一方のタイプのガラスロッド例えば、F320をもう一方のタイプ例えば、F300で被覆することである。被覆アセンブリの各ガラスロッドの量または断面積を制御することによって、これら2つの間の任意の屈折率を得ることができる。F300ロッドおよびF320ロッドは、ドイツ、Hanau、HeraeusQuarzglasGmbHから市販されている。図7Aおよび図7Cは、本発明の第2の態様による曲がっていない微小構造非対称曲げ補償ABCファイバを示す。断面の特性が図7Aに示され、この特性の2次元構成が図7Cに示されている。その屈折率特性は、三角形格子として配置された一定屈折率の六角形セルから構成され、セル間の中心と中心の間隔がL=10μmである。最も内側の19個のセルは、コア半径r1=2.5L=25μmになるようにコア領域70.1を構成する。クラッドはr2=9L=90μmに広がる。図7Aの特性のステップに関する性質は、ファイバ断面内の局部屈折率の精密な制御を反映する。各ステップは幅10μmであり、1つのステップの屈折率は、いずれの隣接ステップとも約0.8×10-4だけ異なる。個々の屈折率ステップの集まりは、ほぼ円形の傾斜屈折率コア領域70.1、環状の傾斜屈折率内側クラッド領域70.2、および環状の外側クラッド領域70.3を含む、曲がっていないファイバの非対称屈折率特性70aを実現するように構成される。コア領域70.1は半径r1を有し例えば、r1=25μm、内側クラッド領域70.2は厚さr2-r1を有する例えば、r2-r1=65μm。SBCファイバについての説明で論じたように、ここでもやはりHOM抑制のために、本発明のABCファイバのいくつかの実施形態では比r2/rcore>2であり、他ではr2/rcore>3である。図7Aに示された例では、r2/rcore=9L/2.5L=3.6である。加えて、隣り合うセル間コア領域内および内側クラッド領域内の各ステップは、曲げ誘発傾斜γncore/Rbをあらかじめ補償するのに必要な屈折率特性の勾配に近づく。すなわち、これらのステップは、ステップ間隔=0.8×10-4/10μm=8/メートルを越える屈折率ステップの傾斜に近づく。曲げ誘発傾斜は、γncore/Rb=0.81.45/15cm=7.7/メートルである。ここでは、ncoreに代表値1.45を使用した。コア屈折率は一定ではないが、屈折率のばらつきが傾斜式に及ぼす影響は無視できるものである。このABCファイバ実施形態で、図7Aはまた、ABC設計とSBC設計を差別化するいくつかの特徴も示す。まずABC設計では、いくつかの部分ファイバ軸の左側、すなわち予想される曲げの内側にする部分の傾斜コア屈折率は、他の部分ファイバ軸の右側、すなわち予想される曲げの外側にする部分の傾斜コア屈折率の上に伸びる。同様に、傾斜した内側クラッド屈折率は2つの部分を有し、左側では、内側クラッド屈折率はコア領域の屈折率の上に伸びるのに対し、右側では、内側屈折率はコア領域の屈折率の下に伸びる。しかし、図7AのABCファイバが曲げ半径Rb=15cmまで曲げられる、または巻き付けられる場合、総合特性は、図7Bの等価屈折率特性に示されるように変化する傾斜し、再構成される。すなわち、特性70bはコアおよび内側クラッド領域にわたって平坦になり、その結果、概して実質的に1ステップ屈折率コア特性70cが得られる。コアと内側クラッドの対比は通常小さく、この図ではその対比が約1×10-4にすぎない。一般に、本発明のABC設計では、r2は、コア領域の中心から環状内側クラッドの最も外側の縁部まで、曲げの外側の方を指す方向で測定される。本発明のいくつかの実施形態では、r2を大きくするために中心から外れたコア領域を利用する関連性の少ない距離r1が小さくなるけれども。ABCファイバは、曲げに対するファイバ断面の向きを固定する手段を含まなければならない。この固定手段は、向き調整を行うことができるように、向きを機械的に固定するか、または向きを測定するのを助けなければならない。このような手段は、ファイバの方位配向、すなわちファイバが曲げられるべき方向を特定するためにその全長に沿って印を付けることを含め、当技術分野で知られている。例えば、ファイバ断面は高い縦横比を有して例えば、リボンファイバ、向きのずれを機械的に防止することができる。印には、曲げ半径外面の外側クラッド表面に配置された平坦部または溝図示せずが含まれ得る。非対称曲げ補償ABCLMAファイバ-例上述のタイプのいくつかのABCファイバ設計が、セル間隔L、コア半径Dcore=2r1=5Lコア領域内に19個のセル、および内側クラッドサイズDi-clad=r2-r1=12LDi-clad/Dcore=r2/rcore=2.4または18LDi-clad/Dcore=r2/rcore=3.6でシミュレーションされた。L=10である例示的な設計では、曲げ補償傾斜内側クラッド領域70.2の勾配は、図7Aに示されるように、ほぼγ×nsil/Rb、または約0.8×10-4のx軸に沿った各ステップに対応し、ここでnsilは純シリカの屈折率前に示したように、ncoreのよい近似値であり、Rbは、かなり大きいが実際的なコイルサイズである15cmと想定されている。HOMの漏洩を高める一方で、0.1dB/mの基本モードで許容できる計算曲げ損失になるように、相対的に小さいコアと内側クラッドの対比が使用された概略のステップ屈折率コア特性70cを得るため、図7B。シミュレーションでは、非常に大きいモード面積Aeff=2160μm2が、HOMの非常に大きい抑制HOMが基本モード損失の約140倍と両立できることが確認された。本発明のABC戦略の利点は、図8で示されるように、本発明のABCファイバの性能妥協点をいくつかの従来技術の設計と比較することによってより良く理解することができる。曲げ損失とHOM抑制と有効モード面積との間の三項目妥協点は、すべてのファイバ設計をRb=15cmで0.1dB/mの計算曲げ損失に固定し、Aeffに対する相対的HOM抑制すなわち、HOM損失/基本モード損失をグラフ化することによって、図に要約されている。従来技術のステップ屈折率コアファイバ曲線8.6、および従来技術の放物線状屈折率コアファイバ曲線8.5は、これらに2自由度しかないので単純な曲線になる対比は、0.1dB/m曲げ損失要件によってコア領域サイズごとにロック/固定されている。これらの曲線により、従来技術のステップ屈折率コア設計は、HOM抑制との妥協点の故に、典型的な巻付け要件に対して1000μm2を大幅に越えては拡大できないことが確認される。従来技術の放物線状コア屈折率ファイバは、大幅に改善された妥協点を示すが、HOMの大幅な曲げ損失抑制が必要な場合には依然として面積が制限される。図8のモード面積は、増幅器動作時のLMAファイバの現実的なサイズである15cmの想定された曲げ半径で計算された。この種類の計算は、従来技術でよく引用される直線ファイバ面積よりも関連性が大きく、従来技術では、曲げ構造に対して面積が2倍以上異なり得る。対照的に、本発明のシミュレーションされたABCファイバ3つのデータ点8.2、3つのデータ点8.3は、定性的に異なる種類の挙動を示し、それによって、本発明の戦略では面積との妥協点が実質的に取り除かれることが確認される。ABCファイバのコア領域サイズがスケーリングLによって増大されるのに対し、対比は、損失要件を満たすように調整される。この結果は、HOM抑制比にほとんど影響することなくモード面積が増大されることを示す。HOM抑制は、クラッド領域だけの相対的サイズによって、すなわちDi-clad/Dcore=r2/rcoreの比だけで、実質的に決定される。こうして本発明のABCファイバは、従来技術の戦略を制約するモード面積の基本的制限を取り除くことができる。本発明のファイバでは、2000~3000μm2の範囲のモード面積をシングルモードのレベルで実現でき、したがって、通常の従来技術のファイバと類似したビーム品質を、ずっと小さい約600~700μm2のAeffで実現することができる。Aeffが約1000μm2の体制では、従来のステップ屈折率および放物線状屈折率のコア設計は、従来の製造方法を用いて行うのが非常に困難であるだけでなく、製造が完全である場合でさえ堅固なHOM抑制を実現することができない。例えば、Aeffが約1000μm2で総合曲げ損失が<0.5dBである5m長のステップ屈折率コアの従来技術ファイバでは、達成できるHOM曲げ損失抑制はせいぜい2~3dBである。従来技術の放物線状屈折率コアファイバは、まずまずの10~15dBのHOM抑制に近づくことができるが、実際の性能は、理想的な計算値よりも悪いことが予想される。いずれにせよ、これらの従来技術のファイバの性能では、総合HOM抑制に及ばず、実際のユーザの実際の経験、すなわち良好なビーム品質が従来技術のヒーロー実験で実現可能ではあるが、これは入力立上げ、ファイバ配置およびファイバ処理の非常に慎重な管理に大きく依拠するということが確認される。最後に、光ファイバ増幅器では、利得ドープされた領域のコア面積のほとんどに信号光が見られないので、大きくずらした基本モードに深刻な利得相互作用障害があることが注目される。計算では本発明のABCファイバは、このような障害を呈示しないことが示された。すなわち、HOMの相対抑制が>100倍かつ総合曲げ損失が0.5dBである本発明のファイバは、2000μm2を超え3000μm2さえ超えるモード面積で高度のHOM抑制>50dB、実質的に完全を呈示した。モード強度特性は、優れた基本モード形状を示したが変位は示さず、したがって、コアの利得ドープされた領域は、高利得重複および高利得選択性が得られるように調整することができる。面積拡大の究極の制限は、各セルの屈折率制御の精度によって決まる。適用例本発明の主要な適用例が図9に示されており、高出力例えば、>300Wの光出力光ファイバ増幅器230が、光LMAリードファイバ235pに光学的に結合されたLMA利得生成光ファイバGPF235aを備える。GPF235aは結合器233に光学的に結合され、リードファイバ235pは利用デバイス234に光学的に結合される。GPF235aもしくはリード235p、または両方が本発明により設計される。すなわち、これらのLMAファイバのどちらかまたは両方が通常は増幅器筐体の内側に巻き付けられるので、どちらかまたは両方は、前述のように、曲げ補償された内側クラッド領域を有するように設計される。市販されている典型的な増幅器筐体内で、巻かれたLMAファイバ100図10または110図11がそれぞれ平板104または円筒112に装着される。LMAファイバ110図11は円筒112上にらせん状に巻かれるのに対し、LMAファイバ100図1は、平板104の主面の平坦な円形溝102の中に巻かれる。それぞれの場合で、平板104または円筒112は、支持部材として機能し、曲げ半径Rbおよびファイバの向き必要な場合を規定するしたがって、あらかじめ決める働きをすると共に放熱を行う。この目的のために、平板または円筒は、比較的高い熱伝導率を有する材料例えば、銅で作られる。さらに、それぞれの場合でLMAファイバは、いくつかの手段のいずれかによって、例えば、溝102内もしくは円筒112の円筒面上の両面接着テープなどの粘着性材料によって、またはファイバが平板または円筒に巻かれた後に施されるシリコーンなどの充填材料によって、支持部材に固定することができる。リード送出ファイバとして使用するために、リード235pはケーブル内側にらせんの形で保持することができ、所望の局部曲げ半径を生成するように直径およびピッチが設定される。結合器233は、比較的低出力の通信適用例では波長分割マルチプレクサすなわち、WDMとして知られ、高出力適用例ではポンプ結合器例えば、テーパ付きファイババンドル、またはバルク光構成要素として知られている。簡単にするために、以下では、本発明のこの態様を高出力適用例との関連で説明する。この場合、ポンプ結合器233は、光入力信号源231および光ポンプ源236の各出力をGPF235aに結合する。入力信号源231は第1の波長の光入力信号を発生し、この信号は、従来のファイバ232またはバルク光学部品図示せずを経由して結合器233の入力部に結合されるのに対し、ポンプ源236は第2の波長の光ポンプ信号を発生し、この信号は、従来の通常ではマルチモードのファイバ237によって結合器233の別の入力部に結合される。当技術分野でよく知られているように、ポンプ信号は、入力源231からの入力信号を増幅するGPF235a内で反転分布を発生する。増幅された入力信号はGPF235aをたどってかつ、存在すればリード235pを通って利用デバイス234まで伝播する。高出力増幅では後者は、無数のよく知られたデバイスまたは装置、例えば、他の光増幅器、ビームコリメータ、レンズ系、加工物例えば、切削用または溶接用を含む。例示的に、入力源231は、GPF235aの増幅範囲内の波長で比較的低出力の光入力信号を発生するレーザであるのに対し、ポンプ源236は、好ましくは半導体レーザであるが、任意選択で半導体発光ダイオードLEDのアレイでもよい。どちらの場合でも、ポンプ源236は、比較的高い光出力の例えば、約150mWを超えるポンプ信号を、入力信号の所望の増幅をもたらす短い波長で発生する。例示的に、GPF235aは、希土類でドープされたファイバ例えば、好ましくはイッテルビウムでドープされたファイバまたは任意選択でクロムでドープされたファイバである。好ましいイッテルビウムファイバの場合、信号源231は、約1080nmの波長を有する入力信号を発生し、ポンプ源236は、約915nmの波長、または別法として約975nmの波長のポンプ信号を発生する。図12の増幅器230は、一般的な前方励起のポンプ構成すなわち、ポンプ信号と入力信号がGPF中を同じ方向に伝播するを示すが、後方励起の構成すなわち、ポンプ信号と入力信号がGPF中を反対方向に伝播するを使用することもまた可能である。加えて、多数の増幅器が、高出力多段システムの総合利得を増大させるための当技術分野でよく知られている方式であるタンデムの形に構成されてもよい。ポンプエネルギーもまた、増幅器の中へ横方向に結合することができる。上述の構成は、本発明の原理の用途を提示するために考案できる多くの実現可能な具体的実施形態の例示的なものにすぎないことを理解されたい。当技術者によって、これらの原理による多数の様々な他の構成が本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく考案され得る。特に、上述の光増幅器は、よく知られている光共振器を設けることによってレーザとして機能するように修正することができる例えば、光フィードバックを行うためのファイバブラッグ格子またはバルク光要素例えば、鏡を使用することによって。このようなレーザは、高いピーク出力の光パルスを生成することが知られているフェムト秒発振器として使用することもできる。このように、非線形性が問題になりがちであるが、この問題は、本発明による曲げ補償LMAファイバを使用することによって改善することができる。増幅装置がレーザとして動作するように構成される場合には、信号源231が省略され、上述の信号光は、レーザによって内部で発生される誘導放出と等価になる。