本發(fā)明涉及微結(jié)構(gòu)光纖并涉及光學(xué)超連續(xù)譜輻射源。

背景技術(shù)：

微結(jié)構(gòu)光纖在本領(lǐng)域中是公知的，并且包括具有由具有多個(gè)包層部件的包層包圍的纖芯的光纖，所述包層部件通常以規(guī)則的陣列方式被布置在背景材料中。這些部件可以是填充有空氣、氣體或液體的空隙，或者它們可以是具有比背景材料低的折射率的固態(tài)材料。微結(jié)構(gòu)光纖也被稱為“多孔光纖”和“光子晶體光纖”。包層例如可以被布置為具有低于纖芯的折射率的有效折射率，并且因此允許通過全內(nèi)反射的傳統(tǒng)機(jī)制的變化在纖芯中引導(dǎo)光。

微結(jié)構(gòu)光纖可以由石英玻璃制成。其它材料可以添加到石英玻璃以改變其折射率或提供諸如光的放大、靈敏度等的效果。

包層部件/孔之間的中心到中心距離被定義為間距(∧)。微結(jié)構(gòu)光纖的特征在于纖芯的尺寸和包層部件的尺寸與其距離或間距(∧)的比率。通過定制包層部件的尺寸和間距，可以定制光纖的零色散波長(zhǎng)(ZDW)。因此，在微結(jié)構(gòu)光纖中，可以將ZDW移動(dòng)到比背景材料(通常為石英玻璃)的ZDW短的波長(zhǎng)。因此，ZDW可以被定制為使得從由預(yù)定波長(zhǎng)的泵浦激光器泵浦的光脈沖產(chǎn)生超連續(xù)譜。

當(dāng)光脈沖通過高度非線性光纖傳播時(shí)，它們的時(shí)間演變以及光譜演變受到大量非線性效應(yīng)以及光纖的色散屬性的影響。對(duì)于足夠強(qiáng)的脈沖，脈沖光譜變寬為超連續(xù)譜光。

W02009/098519描述了一種光纖，其被布置用于提供低于400nm的波長(zhǎng)的超連續(xù)譜產(chǎn)生。第7頁第29行至第8頁第1行描述了WO2009/098519的微結(jié)構(gòu)光纖20包括直徑大體上為4.7μm的纖芯，大體上為3.7μm的間距(∧)，并且比率d/∧大體上是0.77。第8頁第14-22行描述了光纖20是多模光纖，并且超連續(xù)譜達(dá)到高達(dá)2550nm的波長(zhǎng)。泵浦波長(zhǎng)是1064nm。如第8頁第14行所述，光纖20在泵浦波長(zhǎng)處是多模的。

在Journal of Optics A：Pure Appl.Opt.6(2004)604-607，Jacobsen等人的文章“Very low zero-dispersion wavelength predicted for single-mo de modified-total-internal-reflection crystal fiber”中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于具有非常小的纖芯的微結(jié)構(gòu)光纖，零色散波長(zhǎng)可以低于700nm，而通過在纖芯附近布置相對(duì)較大的空氣孔和在距離纖芯一定距離處設(shè)置較小的空氣孔，光纖在零色散波長(zhǎng)處是單模的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種適合于當(dāng)用合適的泵浦激光來泵浦時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定的延伸到藍(lán)色波長(zhǎng)的單模超連續(xù)譜的光纖，而同時(shí)由于用于產(chǎn)生超連續(xù)譜所需的高峰值功率光而具有高的抗退化性。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是，當(dāng)光被發(fā)射到光纖的輸入端中時(shí)提供布置為提供穩(wěn)定輸出的微結(jié)構(gòu)光纖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是，在來自于源的光譜延伸到藍(lán)色波長(zhǎng)的情況下，提供超連續(xù)譜輻射源。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是提供微結(jié)構(gòu)光纖，其中，所述光纖具有相對(duì)大的纖芯，但仍是單模光纖。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是提供微結(jié)構(gòu)光纖，其能夠引導(dǎo)具有相對(duì)寬光譜的光，例如大于約100nm，例如在從約400nm至約1700nm的光譜中。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是，在來自于源的光譜大體上僅在光纖的基模中產(chǎn)生的情況下，提供超連續(xù)譜輻射源。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，目的是提供超連續(xù)譜光源，其適用于內(nèi)窺鏡檢查、手術(shù)顯微鏡檢查、共焦顯微鏡檢查、光學(xué)相干斷層成像術(shù)(OTC)、多模態(tài)照射、自體熒光、熒光壽命成像測(cè)量(FLIM)、分子成像、光遺傳學(xué)、顯示器、彌散分量表征、太陽能電池表征、量子點(diǎn)表征、等離子體學(xué)、色散傅里葉變換光譜和/或原子捕獲應(yīng)用。

這些和其他目的已經(jīng)通過本發(fā)明或其實(shí)施例解決，如在權(quán)利要求書中所限定的以及如下文所描述的。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明和其實(shí)施例具有多個(gè)額外的優(yōu)點(diǎn)，通過下列描述，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是清楚的。

除非另有說明，術(shù)語“大體”在本文中應(yīng)意指包括常規(guī)產(chǎn)品的方差和公差。

除非另有說明，光纖的所有結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，諸如纖芯尺寸、結(jié)構(gòu)直徑、橋?qū)挾鹊仁窍鄬?duì)于光纖的截面視圖而給出的。本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖具有長(zhǎng)度和沿著其長(zhǎng)度的縱軸并且包括能夠沿著光纖的縱軸引導(dǎo)光的纖芯區(qū)。微結(jié)構(gòu)光纖還包括包圍纖芯區(qū)的包層區(qū)。包層區(qū)包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件。包層部件圍繞纖芯區(qū)布置。

在光纖的至少雙包層長(zhǎng)度段中，包層包括內(nèi)包層區(qū)和外包層區(qū)，其中，內(nèi)包層區(qū)包括內(nèi)包層部件的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)，外包層區(qū)包括外包層部件的至少三個(gè)外包層環(huán)。內(nèi)包層區(qū)與纖芯區(qū)相鄰并且外包層區(qū)與內(nèi)包層區(qū)相鄰。內(nèi)包層部件具有第一特征直徑(d₁)。外包層區(qū)包括具有特征直徑(d₂)的多個(gè)外包層部件。纖芯區(qū)是具有至少約2μm直徑的大體圓形。通常，由于用于產(chǎn)生超連續(xù)譜所需的高峰值功率光，較大的纖芯比較小的纖芯更抗退化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低于2μm的纖芯不適合于在任何實(shí)際應(yīng)用中產(chǎn)生超連續(xù)譜。

通過分別在內(nèi)包層區(qū)和外包層區(qū)用新型和改進(jìn)的幾何形狀來布置部件，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，光纖將獲得期望的屬性組合，包括：即使在纖芯相對(duì)大的情況下也是單模的，以及適合于用相對(duì)穩(wěn)定的輸出來提供延伸到藍(lán)色波長(zhǎng)的光學(xué)超連續(xù)譜。還驚奇的發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)纖芯直徑是2μm或更大時(shí)，獲得的光纖仍是單模的，這從而保證了光纖具有抗高峰值功率光的期望的高退化穩(wěn)定性，并且光纖因此非常適合于在高功率超連續(xù)譜產(chǎn)生光源中使用。

包層部件的每個(gè)環(huán)包括分離環(huán)的相鄰部件的包層背景材料的橋。換言之，“環(huán)”由交替的部件和橋組成。每個(gè)橋具有由環(huán)的兩個(gè)相鄰部件之間的最短距離確定的最小寬度。

在本文中使用的術(shù)語“內(nèi)環(huán)”和“內(nèi)包層環(huán)”用來表示在內(nèi)包層區(qū)中的橋和部件的環(huán)，并且在本文中使用的術(shù)語“外環(huán)”和“外包層環(huán)”用來表示在外包層區(qū)中的橋和部件的環(huán)。術(shù)語“內(nèi)橋”用來表示內(nèi)環(huán)中的橋，并且術(shù)語“外橋”用來表示外環(huán)中的橋。

在本申請(qǐng)的上下文中，短語“包層部件的環(huán)”指到纖芯區(qū)典型地具有大體相等距離的包層部件。包層部件的最內(nèi)環(huán)由最靠近纖芯區(qū)的那些包層部件組成。從纖芯區(qū)起算，包層部件的下一個(gè)環(huán)由最靠近最內(nèi)環(huán)的包層部件的那些包層部件組成，等等。典型地，環(huán)是非圓形的，而是根據(jù)包層部件的形狀而成形，諸如，六邊形。在本申請(qǐng)的上下文中，短語“包層部件的環(huán)”意指包括如上所述的環(huán)的所有部件。因此，在內(nèi)包層部件的環(huán)中，環(huán)中的所有包層部件是大體相同的尺寸。

在本申請(qǐng)的上下文中，短語“特征直徑”是包層部件的尺寸的度量。如果包層部件是圓形的，那么特征直徑是包層部件的圓的直徑。在包層部件是非圓形的情況下，特征直徑可以或者是包層部件的最大和最小幅度的平均或者是具有與包層部件的計(jì)算的或測(cè)量的面積對(duì)應(yīng)的面積的圓形的直徑。

外包層區(qū)包括多個(gè)具有特征直徑的外包層部件，外包層直徑的平均直徑是d₂。在一個(gè)實(shí)施例中，大體上所有的外包層部件具有約平均直徑d₂的特征直徑。然而，外包層區(qū)可以包括不同特征直徑的外包層部件。

至少一個(gè)內(nèi)環(huán)的橋具有平均最小寬度(w₁)，并且至少一個(gè)外包層環(huán)的橋具有平均最小寬度(w₂)，其中至少一個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)比至少一個(gè)內(nèi)環(huán)橋的平均最小寬度(w₁)大至少約10％。

通過為內(nèi)環(huán)提供比至少一個(gè)外環(huán)的橋具有較小寬度的橋，相信色散特性和約束特性至少部分被分離(decupled)，從而內(nèi)包層區(qū)主要負(fù)責(zé)色散特性以及外包層區(qū)主要負(fù)責(zé)約束特性。因此，現(xiàn)在能夠更自由地優(yōu)化色散特性和約束特性。

通過選擇內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相關(guān)橋的寬度，對(duì)于包括可見光范圍波長(zhǎng)的選定波長(zhǎng)的至少第一高階?？梢员粍冸x。這是通過如下方式來提供：構(gòu)造內(nèi)環(huán)和外環(huán)使得高階模至少部分由內(nèi)包層區(qū)限制，但同時(shí)，外包層區(qū)不限制期望波長(zhǎng)處的高階模。

有利地，至少一個(gè)內(nèi)環(huán)的橋具有大體相等的最小寬度(w₁),優(yōu)選地，至少一個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)比至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)大至少約20％，例如，至少約50％。

優(yōu)選地，至少三個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)比至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)大至少約10％，例如至少約20％，例如至少約50％。

為了確保高階模的高度剝離，通常期望的是，至少三個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)比至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)大從約15％到約150％。

外環(huán)的橋可以具有相同或不同的最小寬度，然而在多種情況下，期望的是，外包層區(qū)具有均勻分布的部件，使得外橋具有大體相等的最小寬度。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少三個(gè)外環(huán)橋中的每一個(gè)的最小寬度(w₂)是大體相等的，優(yōu)選地，所有的至少三個(gè)外環(huán)橋的最小寬度(w₂)是大體相等的。

所述至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)原則上可以在機(jī)械上盡可能地小。例如，約0.3μm的至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)是可操作的。

最小寬度(w₁)越小，原則上光纖越接近由空氣層和外包層區(qū)所包圍的一束二氧化硅，其中，空氣層的厚度是內(nèi)包層區(qū)的軸向厚度。除非另有說明，從纖芯區(qū)至內(nèi)包層區(qū)和外包層區(qū)的邊界來確定內(nèi)包層區(qū)的軸向厚度，其中，該邊界是圍繞內(nèi)包層的線，其到所述內(nèi)包層部件的最小距離等于至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)。

有利地，至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)是例如從約0.4至約1.2μm的約1.2μm或更小，例如約1μm或更小，例如約0.8μm或更小，例如，約0.6μm或更小。

在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)小于纖芯基模的零色散波長(zhǎng)ZDW。在纖芯具有兩個(gè)零色散波長(zhǎng)(纖芯ZDW)的情況下，優(yōu)選的是，至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w₁)小于最低的纖芯Z DW。

在一個(gè)實(shí)施例中，至少三個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)大于纖芯基模的零色散波長(zhǎng)ZDM。

平均最小寬度(w₂)的實(shí)際尺寸可以原則上大于至少一個(gè)內(nèi)包層環(huán)橋的最小寬度(w1)從約10％直到包層不再限制基模。

有利地，至少三個(gè)外環(huán)橋的平均最小寬度(w₂)大于約1μm，例如至少約1.2μm，例如至少約1.5μm，例如至少約2μm。

光纖的雙包層長(zhǎng)度段應(yīng)有利地具有足以將至少第一高階模(LP11)耦合到纖芯外的長(zhǎng)度。

在從400nm至1700nm范圍中，對(duì)于包括可見光的至少期望波長(zhǎng)范圍，例如波長(zhǎng)范圍包括至少約100nm，例如至少約500nm，第一高階模(LP11)應(yīng)有利地被耦合到纖芯外。

優(yōu)選地，雙包層長(zhǎng)度段是至少約10cm，例如至少約25cm，例如至少約50cm。

有利地，雙包層長(zhǎng)度段在光纖的大體整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。

短語“光纖的大體整個(gè)長(zhǎng)度”用來意指可以包括或可以不包括光纖的每個(gè)端部的若干毫米。通常，例如，為了避免在部件是非固態(tài)情況下部件中的雜質(zhì)，該部件被收縮的或以二氧化硅材料“封閉”。

在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)外包層部件具有小于第一特征直徑(d₁)的特征直徑，其中，第一特征直徑(d₁)比外包層部件的平均直徑(d₂)大至少約10％。

應(yīng)注意，術(shù)語“第一特征直徑(d₁)比…大至少10％”具有其通常的算術(shù)含義，即“d₁≥1.1d₂”。

當(dāng)微結(jié)構(gòu)光纖的包層包括具有內(nèi)包層部件的內(nèi)包層區(qū)和具有外包層部件的外包層時(shí)，其中內(nèi)包層部件大于外包層部件的平均尺寸，微結(jié)構(gòu)光纖適用于當(dāng)將適當(dāng)?shù)谋闷止獍l(fā)射到微結(jié)構(gòu)光纖中時(shí)提供穩(wěn)定的超連續(xù)譜。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，相對(duì)大的內(nèi)包層部件有助于獲得短波長(zhǎng)處的光，例如低至450nm、400nm或者甚至低至400nm。相對(duì)小的外包層部件有助于使微結(jié)構(gòu)光纖是單模光纖。然而，已經(jīng)證明，當(dāng)將適當(dāng)?shù)谋闷止獍l(fā)射到本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖中時(shí)，光纖能夠以增強(qiáng)的穩(wěn)定性提供超連續(xù)譜輻射。而且，相對(duì)于通過具有大體相等尺寸的包層部件的包層的微結(jié)構(gòu)光纖獲得的超連續(xù)譜，當(dāng)微結(jié)構(gòu)光纖用于通過將足夠功率的泵浦輻射發(fā)射到光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜時(shí)，得到的超連續(xù)譜輻射的光譜隨著波長(zhǎng)變化更平坦。

選擇第一特征直徑(d₁)和平均直徑(d₂)來提供光纖，其中第一特征直徑(d₁)比平均直徑(d₂)大至少10％，內(nèi)包層區(qū)的有效折射率小于外包層區(qū)的有效折射率。應(yīng)注意的是，為了確定內(nèi)包層區(qū)的有效折射率，一種方法是將其視為至少大體等于包層區(qū)的有效折射率，其中內(nèi)包層區(qū)的結(jié)構(gòu)是無限重復(fù)的。

當(dāng)外包層區(qū)包括外包層部件的至少三個(gè)外包層環(huán)時(shí)，來自于微結(jié)構(gòu)光纖的泄露損失保持最小。

當(dāng)纖芯區(qū)具有至少約2μm的直徑時(shí)，如上述確保了光纖通常能夠承受超連續(xù)譜產(chǎn)生所必需的功率和/或高功率。

在要求甚至更高的抗退化性的情況下，光纖可有利地裝載有氫和/或氘，例如，如US 2011/0116283或US 8,145,023中所述或者如共同未決的DK PA 201470800中所述。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，外包層區(qū)的外直徑和外包層部件的平均直徑(d₂)被設(shè)定尺寸，以允許微結(jié)構(gòu)光纖引導(dǎo)波長(zhǎng)高于2000μm的光。因此，確保相對(duì)高波長(zhǎng)的光不會(huì)由于缺乏限制而從光纖泄漏出去。由于對(duì)相對(duì)高的波長(zhǎng)的光的限制，這種光纖非常適合于超連續(xù)譜產(chǎn)生，其中光譜也達(dá)到低波長(zhǎng)，例如低于500nm、450nm或者甚至低于400nm的波長(zhǎng)。這至少部分是由于超連續(xù)譜光譜的高波長(zhǎng)和低波長(zhǎng)之間的群速度匹配。第一特征直徑還有利地被設(shè)定尺寸，以便幫助限制相對(duì)高的波長(zhǎng)的光。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，第一特征直徑(d₁)比外包層部件的平均直徑(d2)大至少15％，例如比外包層部件的平均直徑(d₂)大至少20％，例如比外包層部件的平均直徑(d₂)大至少25％，例如比外包層部件的平均直徑(d₂)大至少30％，例如比外包層部件的平均直徑(d₂)大至少35％。當(dāng)內(nèi)包層部件相對(duì)大于外包層部件時(shí)，微結(jié)構(gòu)光纖在低波長(zhǎng)處是單模。而且，當(dāng)泵浦光被發(fā)射到輸入端時(shí)，改善了微結(jié)構(gòu)光纖的輸出端的穩(wěn)定性。而且，當(dāng)泵浦光被發(fā)射到輸入端時(shí)，較大的內(nèi)包層部件將有助于產(chǎn)生光譜的短波長(zhǎng)的光。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)光纖是非線性光纖、用于超連續(xù)譜產(chǎn)生的光纖或無源傳輸光纖。

有利地，為了簡(jiǎn)單生產(chǎn)，光纖是非錐形的。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，纖芯區(qū)是大體圓形的并且具有約2μm至約6μm之間的直徑，優(yōu)選地，在約2.5μm至約5μm之間，優(yōu)選地，在約3μm至約4μm之間。具有這種纖芯直徑的微結(jié)構(gòu)光纖適合于通過將泵浦光發(fā)射到光纖的輸入端產(chǎn)生超連續(xù)譜。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)光纖的纖芯區(qū)是大體圓形的并且具有大于約10μm的直徑，優(yōu)選地，大于約12μm，優(yōu)選地，大于約15μm，優(yōu)選地，大于約20μm，優(yōu)選地，大于約30μm。具有這種的纖芯直徑的微結(jié)構(gòu)光纖是大模場(chǎng)面積光纖，其可以用作被設(shè)置為移動(dòng)或引導(dǎo)光而不顯著改變其屬性的傳輸光纖。此外，具有如上所述的大模場(chǎng)面積的微結(jié)構(gòu)光纖被布置用于在單模中以大于100nm的相當(dāng)大的帶寬中引導(dǎo)光。例如，微結(jié)構(gòu)光纖將能夠引導(dǎo)波長(zhǎng)范圍從約400nm到約1700nm的光。此外，具有上述尺寸的微結(jié)構(gòu)光纖將適合于光的原子捕獲。

有利地，纖芯區(qū)沿著光纖的大體整個(gè)長(zhǎng)度具有大體相同的直徑。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，纖芯區(qū)包括纖芯背景材料，其中纖芯背景材料摻有摻雜材料，與未摻雜的纖芯背景材料相比，摻雜材料降低了纖芯區(qū)的折射率。這種摻雜材料的實(shí)例包括氟和硼。當(dāng)纖芯區(qū)包括折射率抑制元件時(shí)，微結(jié)構(gòu)光纖在較低波長(zhǎng)處變?yōu)閱文９饫w。纖芯背景材料可以與包層背景材料大體相同，例如石英玻璃。然而，根據(jù)此實(shí)施例，與未摻雜的纖芯背景材料相比，纖芯區(qū)具有降低的折射率。

在一個(gè)實(shí)施例中，纖芯區(qū)例如被微結(jié)構(gòu)化，例如，如在DK PA 2014 00545中所描述的。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)包括內(nèi)包層部件的一個(gè)，兩個(gè)或三個(gè)內(nèi)環(huán)。這種數(shù)量的包層部件的內(nèi)環(huán)足以獲得這樣的效果，即所產(chǎn)生的超連續(xù)譜光譜將包括短波長(zhǎng)，例如，低至450nm、400nm或甚至低于400nm，當(dāng)適當(dāng)?shù)谋闷止獗话l(fā)射到光纖中時(shí)。

在存在多于一個(gè)內(nèi)環(huán)的實(shí)施例中，期望的是，內(nèi)環(huán)的橋的最小寬度是大體相同的。

有利地，內(nèi)包層區(qū)包括內(nèi)包層部件的僅一個(gè)環(huán)。在存在具有相對(duì)窄橋的僅僅一個(gè)內(nèi)環(huán)的情況下，例如具有如上所述的最小寬度(w₁)，內(nèi)包層區(qū)增加這樣的效果：當(dāng)適當(dāng)?shù)谋闷止獗话l(fā)射到光纖中時(shí)，而同時(shí)內(nèi)包層區(qū)太薄(在從纖芯到外包層區(qū)的軸向方向上確定)以至于無法將光限制在纖芯中，產(chǎn)生的超連續(xù)譜光譜將包括短波長(zhǎng)，例如低至450nm、400nm或甚至低于400nm。外包層區(qū)用于限制纖芯的基模，同時(shí)允許高階纖芯模的剝離。

在一個(gè)實(shí)施例中，在從纖芯到外包層區(qū)的軸向方向上確定的內(nèi)包層區(qū)的厚度有利地小于纖芯直徑的約80％，例如纖芯直徑的約70％或更小，例如纖芯直徑的約60％或更小，例如纖芯直徑的約50％或更小。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有相對(duì)薄的內(nèi)包層區(qū)的光纖，例如具有纖芯直徑的80％或更小的厚度的包層區(qū)，或者優(yōu)選地具有纖芯直徑的50％或更小的厚度的包層區(qū)非常適合用于超連續(xù)譜產(chǎn)生以獲得在400nm以下延伸的藍(lán)色單模光。窄的內(nèi)包層區(qū)確保在可見光范圍內(nèi)至少第一高階模的幾乎完全剝離。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)的內(nèi)包層部件被布置為第一間距(∧₁)，并且外包層區(qū)的外包層部件被布置為第二間距(∧₂)。在內(nèi)包層區(qū)中的內(nèi)包層部件具有第一相對(duì)包層部件尺寸(d₁/∧₁),以及在外包層區(qū)的外包層部件具有第二相對(duì)包層部件尺寸(d₂/∧₂)，其中第一相對(duì)包層部件尺寸和第二相對(duì)包層部件尺寸之間的差(d₁/∧₁-d₂/∧₂)大于約0.1，優(yōu)選地，大于約0.15，優(yōu)選地，大于約0.2，優(yōu)選地，大于約0.25，優(yōu)選地，大于約0.3。在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“間距(∧)”意在表示相鄰包層部件之間的距離，例如兩個(gè)鄰近包層部件的中心之間的距離。在包層部件是空氣填充的空隙的情況下，術(shù)語“相對(duì)包層部件尺寸(d/∧)”也被稱為“空氣填充率”。當(dāng)?shù)谝幌鄬?duì)包層部件尺寸和第二相對(duì)包層部件尺寸之間的差的絕對(duì)數(shù)值如所示時(shí)，在通過內(nèi)包層區(qū)中的較大部件和外包層區(qū)中較小部件獲得的效果之間達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶?。為了獲得光纖的單模屬性，有利的是，第一相對(duì)包層部件尺寸和第二相對(duì)包層部件尺寸之間的差(d₁/∧₁-d₂/∧₂)盡可能大，然而如果該差太大，光不能被充分地限制在光纖內(nèi)，因此損失光。上述的差值是憑其達(dá)到適當(dāng)平衡的值。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，外包層部件的第一特征直徑(d₁)和平均直徑(d₂)之間的差大于約0.3μm，優(yōu)選地大于約0.4μm，優(yōu)選地大于約0.5μm，優(yōu)選地大于約0.6μm。因此，在由內(nèi)包層區(qū)中的較大部件和外包層區(qū)中較小部件獲得的效果之間達(dá)到適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，第一特征直徑大于約1.5μm，例如大于約1.8μm，例如大于約2.0μm，例如大于約2.2nm，例如大于約2.4μm，例如大于約2.6μm，例如大于約2.8μm。具有所述第一特征直徑的第一包層部件的微結(jié)構(gòu)光纖是一種光纖，其中可以產(chǎn)生具有非常短的波長(zhǎng)的超連續(xù)譜光譜，例如小于400nm或小于450nm，結(jié)合如下事實(shí)：微結(jié)構(gòu)光纖至少在光譜的非常大的部分，例如，從800nm及以上是單模光纖。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，外包層部件的平均直徑(d₂)在約1.1μm和1.8μm之間，例如在約1.15μm和約1.7μm之間，例如在約1.2μm和約1.5μm之間，例如約1.3μm。然而，應(yīng)注意，第一特征直徑比外包層部件的平均直徑大至少約10％的總體限制當(dāng)然仍保持。因此，并非所有上述第一特征直徑和外包層部件的平均直徑的組合都是可能的。具有如上所述的外包層部件的平均直徑的微結(jié)構(gòu)光纖非常適合于獲得對(duì)寬波長(zhǎng)譜的光的限制。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，第一間距(∧₁)和第二間距(∧₂)各自在約2.5μm和約3.5μm之間。第一和第二間距的這些值導(dǎo)致2μm或更大，例如3μm或更大的相對(duì)小的纖芯區(qū)，這又有助于獲得包括非常短的波長(zhǎng)的超連續(xù)譜光譜，例如，低于450nm、低于400nm或甚至低至約350nm。

在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)的部件是具有較大直徑和垂直較小直徑的橢圓形，其具有從約1:1.2至約1:3的縱橫比，優(yōu)選地從約1:1.5至約1：2.5，優(yōu)選地，內(nèi)包層區(qū)的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)的部件以相對(duì)于光纖的縱軸在徑向方向上的較小直徑來定向。通過相對(duì)于光纖的縱軸在徑向方向上布置具有其較小直徑的內(nèi)環(huán)的部件，內(nèi)包層區(qū)的所得厚度相對(duì)低，且優(yōu)選地，是纖芯直徑的80％或更小，例如約50％或更小。同時(shí)，期望只有一個(gè)內(nèi)環(huán)。

在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)具有比外包層區(qū)較低的有效折射率。在此實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)的部件有利地具有大于外包層部件的平均直徑的特征直徑。

在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)具有等于或高于外包層區(qū)的有效折射率的有效折射率。在此實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)的部件有利地具有小于外包層部件的平均直徑的特征直徑。優(yōu)選地，包括至少3個(gè)外環(huán)的部件的外包層部件的平均直徑比內(nèi)包層部件的特征直徑大至少約10％，例如至少約20％，例如至少約50％。

在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)包層部件的特征直徑約是包括至少3個(gè)外環(huán)的部件的外包層部件的平均直徑的約一半或更小。

此外，在這個(gè)或另一實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)的部件被布置為第一間距(∧₁)，并且外包層區(qū)的部件被布置為第二間距(∧₂)，其中，第二間距大于第一間距，例如大于至少約10％，優(yōu)選地，大于至少約25％，更優(yōu)選地，大于至少約50％。

第二間距(∧₂)有利地為至少約2.5μm，以確保足夠的高階模剝離。

優(yōu)選地，內(nèi)包層區(qū)具有相對(duì)于纖芯直徑的約80％或更小、例如相對(duì)于纖芯直徑的約60％或更小的徑向厚度。

在一個(gè)實(shí)施例中，第二間距是第一間距的至少約兩倍。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，內(nèi)包層區(qū)和外包層區(qū)的包層部件被設(shè)定尺寸，使得包層區(qū)的最高有效折射率在約1400nm及以上、優(yōu)選地在約1200nm及以上、優(yōu)選地在約1100nm及以上、優(yōu)選地約1050nm及以上、優(yōu)選地在約1030nm及以上處大于高階纖芯模的有效折射率。對(duì)于給定波長(zhǎng)范圍，當(dāng)包層區(qū)的最高有效折射率大于高階纖芯模的有效折射率時(shí)，在給定波長(zhǎng)范圍內(nèi)在微結(jié)構(gòu)光纖中不引導(dǎo)這樣的高階纖芯模。因此，獲得的是，由于僅引導(dǎo)基纖芯模的事實(shí)，光纖在給定波長(zhǎng)范圍內(nèi)是單模的。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，包層部件是空氣填充的、氣體填充的或液體填充的空隙，或具有比基礎(chǔ)材料較低的折射率的玻璃，例如摻氟的石英玻璃。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，當(dāng)光被發(fā)射到光纖中時(shí)，對(duì)于波長(zhǎng)在約400nm和約2300nm之間的光的基模，光纖具有低于1dB/m的傳輸損耗。選擇外包層環(huán)的數(shù)量和外包層部件的尺寸，以便提供光的基模的充分約束，以提供這種低傳輸損耗。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，微結(jié)構(gòu)光纖的纖芯區(qū)包括第一折射率，并且內(nèi)包層區(qū)包括第二折射率，使得纖芯區(qū)和包層區(qū)作為整體的最大折射率之間的Δ值小于約0.03，例如小于約0.025。Δ值提供了光纖是單模光纖的程度的度量。小的Δ值對(duì)應(yīng)于在很大程度上是單模的光纖。

在數(shù)值形式中，Δ值給定為：Δ＝(n_c-n_eff，cl)/n_c，其中n_c是纖芯的折射率，n_eff，cl是包層的有效折射率。

纖芯的折射率由基材的折射率給出，并且通常測(cè)量簡(jiǎn)單。包層的有效折射率是計(jì)算量。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將使用基本空間填充方法來計(jì)算包層的有效折射率。通過包層和纖芯的基礎(chǔ)材料接合纖芯尺寸、包層中的空氣孔的直徑(d)及它們的距離或間距(∧)可以直接地且明確地確定Δ值。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，對(duì)于大于約350nm的任何波長(zhǎng)，例如對(duì)于大于約500nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于大于約600nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于高于約700nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于高于約800nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于高于約900nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于高于約1000nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于高于約1100nm的任何波長(zhǎng)、例如對(duì)于大于約1200nm的任何波長(zhǎng)，光纖是單模光纖。

在根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例中，外包層區(qū)包括外包層部件的至少四個(gè)外包層環(huán)，例如外包層部件的至少五個(gè)外包層環(huán)，例如外包層部件的至少六個(gè)外包層環(huán)，例如外包層部件的至少七個(gè)外包層環(huán)。增加的外包層部件的外包層環(huán)的數(shù)量有助于通過降低泄漏損失將光限制在光纖內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，在從約400nm到約2400nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，跨越至少約100nm波長(zhǎng)，例如至少約500nm，外包層區(qū)具有比至少第一高階纖芯模的有效折射率更高的有效折射率。

在一個(gè)實(shí)施例中，包層部件具有比包層背景材料的折射率低的折射率，優(yōu)選地，包層部件是可選地填充有空氣或另一種氣體或氣體混合物的非實(shí)心空隙。

為了提供跨越至少從約400nm到約1700nm的期望的超連續(xù)譜產(chǎn)生，期望的是，光纖具有從約860nm到約1400nm的零色散波長(zhǎng)。優(yōu)選地，光纖具有從約900nm到約1200nm的零色散波長(zhǎng)，并且光纖至少在零色散波長(zhǎng)處是單模，并且優(yōu)選地至少在相對(duì)于零色散波長(zhǎng)從+200nm到-200nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，更優(yōu)選地，從約400nm至約1700nm的整個(gè)范圍內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種級(jí)聯(lián)光纖，包括：

a.根據(jù)如上所述的本發(fā)明的第一微結(jié)構(gòu)光纖；

b.第二光纖，其包括能夠沿著第二光纖的縱軸引導(dǎo)光的第二纖芯區(qū)和包圍第二纖芯區(qū)的第二包層區(qū)。

在此實(shí)施例中，第一微結(jié)構(gòu)光纖的模場(chǎng)直徑大于第二微結(jié)構(gòu)光纖的模場(chǎng)直徑。第一微結(jié)構(gòu)光纖優(yōu)選地通過拼接光學(xué)地連接至第二光纖。第二光纖也可以是根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖，即，具有不同尺寸的包層部件的光纖，或者其可以是具有包層的微結(jié)構(gòu)光纖，所述包層具有全部具有大體相同尺寸的包層部件。

這種級(jí)聯(lián)光纖有利于提供來自于根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖和第二光纖的效果的組合。在一個(gè)實(shí)施例中，第一微結(jié)構(gòu)光纖用作輸入光纖，使得確保從輸入光纖輸出到第二光纖中的光是單模光。在這種情況下，即使第二光纖是多模光纖，由于從第一光纖輸入到第二光纖中的光是單模光的事實(shí)，因此從第二光纖輸出的光將是大體單模的。

第二光纖可以是魯棒無源的?？蛇x地，第二光纖可以是被布置為阻止色散的光纖。在這種情況下，第二光纖可以有利地是被布置用于輸出光的光纖。

在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“模場(chǎng)直徑”意在表示基模的直徑，光場(chǎng)強(qiáng)度在基模降低到其最大值的1/e。這對(duì)應(yīng)于光強(qiáng)度下降到峰值光強(qiáng)度的e^-2的徑向位置的直徑，因?yàn)楣鈴?qiáng)度密度與光場(chǎng)強(qiáng)度的平方成比例。

模場(chǎng)直徑由光纖的數(shù)值孔徑和截止波長(zhǎng)來確定，并且與光纖纖芯的直徑有關(guān)。通常，模場(chǎng)直徑與光纖纖芯的物理直徑具有相同的量級(jí)。

在一個(gè)實(shí)施例中，第一微結(jié)構(gòu)光纖的雙包層長(zhǎng)度段在光纖的大體上整個(gè)長(zhǎng)度上延伸，并且第二光纖包括至少單個(gè)包層長(zhǎng)度段，優(yōu)選地，第二光纖是在其整個(gè)長(zhǎng)度上是單包層光纖。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明涉及包括第一和第二光纖段的第二級(jí)聯(lián)光纖，其中：

a.第一光纖段包括單模光纖，該單模光纖包括能夠沿著單模光纖的縱軸引導(dǎo)光的第三纖芯區(qū)和包括小的包層部件的第三包層區(qū)；以及

b.第二光纖段包括能夠沿著沿著第二光纖段引導(dǎo)光的第四纖芯區(qū)和包括大的包層部件的第四包層區(qū)。

在此第二級(jí)聯(lián)光纖中，第一和第二光纖段的模場(chǎng)直徑大體上相同，并且第一和第二光纖段光學(xué)地連接，例如通過拼接在一起，以便將光從第一光纖段引導(dǎo)到第二光纖段和/或從第二光纖段引導(dǎo)光。

在此實(shí)施例中，第一光纖段具有全包層，其具有大體上相等尺寸的包層部件。此外，第二光纖段具有全包層，其具有大體上相等尺寸的包層部件。然而，第二光纖段的包層部件的尺寸大于第一光纖段的包層部件的尺寸。第二光纖段可有利地是所謂的藍(lán)色光纖，其被布置為產(chǎn)生延伸到藍(lán)色波長(zhǎng)(下至低于500nm、450nm或甚至低于400nm)的超連續(xù)譜光譜。

根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明涉及光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源。所述源包括根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖和泵浦激光源，泵浦激光源適合于在泵浦波長(zhǎng)處產(chǎn)生泵浦輻射，并且在微結(jié)構(gòu)光纖的輸入端將泵浦輻射發(fā)射到微結(jié)構(gòu)光纖中。微結(jié)構(gòu)光纖被布置為在泵浦輻射發(fā)射到微結(jié)構(gòu)光纖中時(shí)提供超連續(xù)光譜輻射。

由于根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的混合包層，與使用具有包層的微結(jié)構(gòu)光纖的源相比(所述包層具有在穿過垂直于光纖縱向方向的光纖的截面上大體上相等的尺寸的包層部件)，超連續(xù)譜輻射源被設(shè)置為提供更平坦和更穩(wěn)定的超連續(xù)譜。術(shù)語“平坦光譜”意指表示隨著波長(zhǎng)變化，光譜的功率變化是小的。穩(wěn)定光譜意指光譜不大幅波動(dòng)，并且光譜不漂移。反而，穩(wěn)定光譜隨時(shí)間變化保持大體上不變。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的源中使用的微結(jié)構(gòu)光纖被布置為提供延伸到藍(lán)色波長(zhǎng)的光的超連續(xù)譜，例如低至450nm、400nm或甚至低于400nm。

根據(jù)本發(fā)明的源的實(shí)施例，大體上僅在光纖的基模中產(chǎn)生光學(xué)超連續(xù)譜。

有利地，微結(jié)構(gòu)光纖(至少在其輸入端處并且優(yōu)選地沿著光纖的主要部分，例如大體上沿著其整個(gè)長(zhǎng)度)在泵浦波長(zhǎng)處是單模。

在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源的微結(jié)構(gòu)光纖是根據(jù)權(quán)利要求38或39中任一項(xiàng)的級(jí)聯(lián)光纖，并且泵浦激光器被布置為在其輸入處將泵浦輻射發(fā)射到第一微結(jié)構(gòu)光纖中。

在根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源的實(shí)施例中，泵浦波長(zhǎng)在約1000nm和約1100nm之間，優(yōu)選地在約1030nm和約1070nm之間，例如約1030nm或約1064nm。這是實(shí)用的，因?yàn)樵谶@些波長(zhǎng)處存在多種泵浦光源。

在一個(gè)實(shí)施例中，光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源還包括光譜濾光單元，其被布置為將超連續(xù)譜源的輸出過濾成具有中心波長(zhǎng)λ₁和輸出帶寬BW1的濾過的SC輸出，其中中心波長(zhǎng)λ₁和輸出帶寬BW1中的至少一個(gè)是可調(diào)諧的。輸出帶寬BW1有利地以小于約5nm的步長(zhǎng)逐步調(diào)諧。光譜濾光單元例如包括AOTF。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源用于內(nèi)窺鏡和手術(shù)顯微鏡應(yīng)用的使用。

在諸如內(nèi)窺鏡檢查和手術(shù)顯微鏡檢查的應(yīng)用中，需要亮光和平滑的真彩色照射以區(qū)分某些類型的組織。優(yōu)選地，這種光應(yīng)該被引導(dǎo)通過薄的光波導(dǎo)，用于在最小侵入性手術(shù)后更好的傷口愈合。

在本發(fā)明的上下文中，短語“超連續(xù)譜”是指光譜寬的信號(hào)。超連續(xù)譜具有限定光譜的下邊界的“藍(lán)色邊緣”和限定光譜的上邊界的“紅色邊緣”。在石英光纖中，藍(lán)色邊緣可以是處于300nm至600nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，例如在350nm至550nm的范圍內(nèi)，并且紅色邊緣可以是處于1300nm至2400nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)，例如在1600nm至2400nm的范圍內(nèi)。超連續(xù)譜的光譜寬度可以被定義為紅色邊緣和藍(lán)色邊緣的波長(zhǎng)之間的差。光譜寬度可以大于100nm，例如大于150nm、例如大于300nm、例如大于500nm、例如大于750nm、例如大于1000nm、例如大于1500nm、例如大于2000nm、例如大于2500nm、例如大于3000nm。

在微結(jié)構(gòu)光纖中，纖芯區(qū)可以被定義為被包層部件直接包圍的區(qū)域。纖芯可以被看作是包層部件的結(jié)構(gòu)中的缺陷，例如缺少包層部件。

本發(fā)明還涉及照射的方法，適合用于執(zhí)行選自下列項(xiàng)的過程：內(nèi)窺鏡檢查、手術(shù)顯微鏡檢查、共焦顯微鏡檢查、光學(xué)相干斷層掃描(OTC)、多模態(tài)照射、自體熒光、熒光壽命成像測(cè)量(FLIM)、分子成像、光遺傳學(xué)、顯示器、彌散分量表征、太陽能電池表征、量子點(diǎn)表征、等離子體、色散傅里葉變換光譜和/或原子捕獲應(yīng)用。

該方法包括提供如上所述的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源，將泵浦輻射發(fā)射到微結(jié)構(gòu)光纖的輸入端中，在微結(jié)構(gòu)光纖內(nèi)產(chǎn)生超連續(xù)譜，并且朝向待經(jīng)歷此過程的目標(biāo)發(fā)射超連續(xù)譜的至少一部分。

由于本發(fā)明的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源的高穩(wěn)定性，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源非常適合用于其中同時(shí)使用多個(gè)波長(zhǎng)或例如以交替的轉(zhuǎn)換順序使用多個(gè)波長(zhǎng)的照射過程。光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生的優(yōu)選使用包括在下列過程中用于照射和傳感器的目的，包括：內(nèi)窺鏡檢查、手術(shù)顯微鏡檢查、共焦顯微鏡檢查、光學(xué)相干斷層掃描(OTC)、多模態(tài)照射、自體熒光、熒光壽命成像測(cè)量(FLIM)、分子成像、光遺傳學(xué)、顯示器、彌散分量表征、太陽能電池表征、量子點(diǎn)表征、等離子體、色散傅里葉變換光譜和/或原子捕獲應(yīng)用。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源有利地用于在例如包括US 2014/0232988中描述的一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)過程的一個(gè)或多個(gè)會(huì)話上監(jiān)測(cè)患者眼睛的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源有利地用于掃描眼睛，例如US 2014/0333978或US 2014/0288417中所述。

本發(fā)明還涉及照射源，適合于在下列項(xiàng)中的至少一項(xiàng)使用：內(nèi)窺鏡檢查、手術(shù)顯微鏡檢查、共焦顯微鏡檢查、光學(xué)相干斷層成像術(shù)(OTC)、多模態(tài)照射、自體熒光、熒光壽命成像測(cè)量(FLIM)、全內(nèi)反射熒光(TI RF)顯微鏡、熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)、寬帶光譜、納米光子學(xué)、流式細(xì)胞術(shù)、工業(yè)檢測(cè)、振蕩光譜、分析光譜、分子成像、光遺傳學(xué)、顯示器、彌散分量表征、太陽能電池表征、量子點(diǎn)表征、等離子體學(xué)、色散傅里葉變換光譜和/或原子捕獲應(yīng)用，其中照射源包括如上所述的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源。

本發(fā)明的照射源有利地包括一個(gè)或多個(gè)光學(xué)濾光器，其被布置為過濾從光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源產(chǎn)生的超連續(xù)譜束。一個(gè)或多個(gè)光學(xué)濾光器優(yōu)選地是可調(diào)諧的，用于將照射源的輸出調(diào)諧到一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)和/或波長(zhǎng)范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，照射源的輸出包括兩個(gè)不同的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍，例如第一波長(zhǎng)(諸如單個(gè)波長(zhǎng)或可選地波長(zhǎng)范圍)，用于產(chǎn)生網(wǎng)格圖案或參數(shù)的監(jiān)視/感測(cè)，和第二波長(zhǎng)范圍，用于為手術(shù)產(chǎn)生照射。

在一個(gè)實(shí)施例中，照射源包括用于光脈沖的時(shí)間拉伸的色散脈沖拉伸元件，例如如US 2014/0066723中所述。色散脈沖拉伸元件優(yōu)選地是或形成光纖(諸如傳送光纖)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，將色散脈沖拉伸元件合并到超連續(xù)譜產(chǎn)生源中。

有利地，光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源包括用于產(chǎn)生超連續(xù)譜光的光纖輸出端。光纖輸出端被光學(xué)地連接至傳送光纖，用于將產(chǎn)生的超連續(xù)譜光傳送到照射的位置。傳送光纖有利地使用可拆卸的連接器耦合到光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源的光纖輸出端，使得如果需要可以改變傳送光纖。傳送光纖優(yōu)選地光學(xué)地耦合到探頭和/或傳感器，例如通過至少部分地合并到探頭和/或傳感器中。

在一個(gè)實(shí)施例中，照射源形成顯微鏡的一部分，例如手術(shù)顯微鏡、光學(xué)熒光顯微鏡，例如基于熒光壽命成像(FLIM)的光學(xué)熒光顯微鏡、全內(nèi)反射熒光(TIRF)顯微鏡。

有利地，照射源被配置為用于眼睛照射過程，諸如眼科手術(shù)，例如，如US 2014/0066723中所述。傳送光纖有利地通過至少部分地合并到探頭中而光學(xué)地耦合到探頭，用于在手術(shù)之前和/或手術(shù)期間照射到眼睛上或眼睛內(nèi)部。優(yōu)選地，探頭具有高達(dá)約125μm的外直徑。在一個(gè)實(shí)施例中，照射源被配置為用于眼睛的OTC中，例如，如US 2014/0293225或US 2015/0080718中所述。

在一個(gè)實(shí)施例中，探頭包括例如在US 2014/0200566或US 2014/0180264中所描述的多點(diǎn)發(fā)生器，其被光學(xué)地耦合以接收來自于傳送光纖的輸出光束的至少一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，多點(diǎn)發(fā)生器包括多纖芯光纖。

在一個(gè)實(shí)施例中，探頭包括用于產(chǎn)生例如如US 8,496,331中描述的光圖案的衍射光學(xué)元件。

有利地，照射源的光學(xué)超連續(xù)譜產(chǎn)生源被配置為產(chǎn)生包括小于450nm的波長(zhǎng)的超連續(xù)譜。

在一個(gè)實(shí)施例中，照射源適合于受激發(fā)射損耗。

本發(fā)明還包括一種例如用于計(jì)量工業(yè)檢驗(yàn)設(shè)備，該設(shè)備包括如上所述的照射源。

本發(fā)明還包括一種包括如上所述的照射源的光譜儀。優(yōu)選地，光譜儀是振鈴光譜儀(例如用于氣體感測(cè))、分析光譜儀(例如用于高光譜的光譜儀或例如果實(shí)的產(chǎn)量分析)，飛行時(shí)間光譜儀和/或色散傅立葉變換光譜儀。

如上所述的本發(fā)明的所有部件和本發(fā)明的實(shí)施例包括能夠以多種方式結(jié)合到本發(fā)明的范圍內(nèi)的范圍和優(yōu)選范圍，除非存在特定原因不結(jié)合這些部件。

附圖說明

下面將結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例并參照附圖更充分地解釋本發(fā)明，其中：

圖1a是已知微結(jié)構(gòu)光纖的截面的顯微圖像；

圖1b是圖1a所示的光纖的截面的示意圖；

圖1c至圖1e是圖1a的微結(jié)構(gòu)光纖的截面的示意圖，其中分別示出了包層部件的第一、第二和第三環(huán)；

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例的截面的顯微圖像；

圖2b是圖2a所示的微結(jié)構(gòu)光纖的截面的示意圖；

圖3a示出了根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例的截面的顯微圖像；

圖3b是圖2a所示的微結(jié)構(gòu)光纖的截面的示意圖；

圖3c是微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例的截面的示意圖；

圖4示出了通過將泵浦波長(zhǎng)的泵浦光發(fā)射到標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖中獲得的超連續(xù)譜光譜的功率譜密度的曲線圖，該標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖具有在不同功率水平處具有相等尺寸的包層部件的包層；

圖5示出了通過將泵浦波長(zhǎng)的泵浦光發(fā)射到根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖中在不同功率水平下獲得的超連續(xù)譜光譜的功率譜密度的曲線圖；

圖6a和6b示出了對(duì)于兩個(gè)不同泵浦功率水平的標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖和根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的功率譜密度的曲線圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的超連續(xù)譜輻射源的示意圖；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的級(jí)聯(lián)光纖50的實(shí)施例；

圖9是具有橢圓形內(nèi)包層部件的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例的示意圖。

圖10是具有比外包層間距小的內(nèi)包層間距的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖的實(shí)施例的示意圖。

附圖是示意性的，并且為了清楚起見可以被簡(jiǎn)化。在全文中，相同的附圖標(biāo)號(hào)用于相同或相應(yīng)的部件。

具體實(shí)施方式

圖1a是已知微結(jié)構(gòu)光纖的截面10的顯微圖像，其垂直于光纖的縱軸。光纖是包括纖芯區(qū)12和包層區(qū)14的微結(jié)構(gòu)光纖，包層區(qū)包圍纖芯區(qū)12。纖芯區(qū)域或纖芯區(qū)12被看作由包層部件11內(nèi)接的區(qū)域，包層部件11被布置為直接包圍纖芯12。

包層區(qū)14包括包層部件11，此處部件是在光纖的縱向方向上延伸、分布在背景材料或基礎(chǔ)材料內(nèi)的大體圓形的孔或空隙的形式。包層部件11被示出為以規(guī)則的陣列方式布置。圖1a至圖1e示出的微結(jié)構(gòu)光纖10具有包括包層部件的單一包層，每個(gè)包層部件具有大體相等的尺寸。

圖1b是圖1a所示光纖的截面的示意圖。圖1b還示出了已知的微結(jié)構(gòu)光纖的截面10包括由包層14包圍的纖芯區(qū)12，包層14具有以規(guī)則陣列方式的包層部件11。

圖1c至圖1e是圖1a的微結(jié)構(gòu)光纖的截面的示意圖，其中分別示出了包層部件的第一、第二和第三環(huán)。在圖1c中，點(diǎn)線式六邊形14-I表示包層部件的最內(nèi)的環(huán)，部件之間布置的橋用“W”來指示。在該包層部件的最內(nèi)或第一環(huán)中，是六個(gè)包層部件。在圖1d中，點(diǎn)線式六邊形14-II表示包層部件的下一個(gè)或第二環(huán)。該包層部件的下一個(gè)或第二環(huán)包含12個(gè)包層部件。在圖1e中，點(diǎn)線式六邊形14-III表示包層部件的下一個(gè)或第三環(huán)。該包層部件的第三環(huán)包含18個(gè)包層部件。

圖1c示出了包層部件的第一或最內(nèi)環(huán)14-I由最靠近纖芯區(qū)的那些包層部件組成。從纖芯區(qū)計(jì)算，包層部件的下一個(gè)或第二環(huán)14-II由最靠近最內(nèi)環(huán)14-I的包層部件的那些包層部件所組成，等等。通常，環(huán)不是圓形的，而是根據(jù)包層部件的形狀來成形，例如六邊形形狀。圖1a至圖1e中所示的微結(jié)構(gòu)光纖的截面10具有包層部件的七個(gè)整環(huán)以及與包層部件的第七個(gè)環(huán)相鄰的三乘以六個(gè)附加的包層部件。

在本申請(qǐng)的上下文中，短語“包層部件的環(huán)”是指包層部件通常具有到纖芯區(qū)大體相等距離的包層部件。

圖2a是根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖20的實(shí)施例的截面的顯微圖像，并且圖2b是圖2a所示的微結(jié)構(gòu)光纖20的截面的示意圖。

在圖2a和2b中，可以看出，光纖20包括纖芯區(qū)或纖芯22和包圍纖芯區(qū)的包層區(qū)24。從圖2a和圖2b更清楚的是，包層區(qū)24包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件21、26。

包層區(qū)包括具有內(nèi)包層部件26的兩個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)包層區(qū)27和外包層區(qū)28，外包層區(qū)28包括外包層部件21的五個(gè)整個(gè)外包層環(huán)，加上與外包層部件的最外環(huán)鄰近不構(gòu)成環(huán)的附加的外包層部件。內(nèi)包層區(qū)27的部件26之間的背景材料的橋具有寬度w₁，并且外包層區(qū)28的部件21之間的背景材料的橋具有寬度w₂?？梢钥闯?，有利地如上所述，w₂遠(yuǎn)大于w₁。

可以看出，內(nèi)包層區(qū)27與纖芯區(qū)22相鄰，外包層區(qū)28與內(nèi)包層區(qū)相鄰。內(nèi)包層部件具有第一特征直徑(d₁)，并且外包層區(qū)28包括具有小于第一特征直徑(d₁)的特征直徑的多個(gè)外包層部件21。第一特征直徑(d₁)比外包層部件21的平均直徑(d₂)大至少約10％。

應(yīng)注意，在圖2a和2b中僅僅幾個(gè)包層部件21、26用參考標(biāo)號(hào)來標(biāo)記，兩個(gè)最內(nèi)環(huán)的所有18個(gè)部件都是內(nèi)包層區(qū)內(nèi)的內(nèi)包層部件，并且圖2a和2b中所示的其余的包層部件是外包層部件。

圖3a是根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30的實(shí)施例的截面的顯微圖像，并且圖3b是圖3a所示的微結(jié)構(gòu)光纖30的截面的示意圖。

在圖3a和3b中，可以看出，光纖30包括纖芯區(qū)或纖芯32和包圍纖芯區(qū)的包層區(qū)34。此外，從圖3a和3b清楚的是，包層區(qū)34包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件31、36。

包層區(qū)包括具有內(nèi)包層部件36的單個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)包層區(qū)37和外包層區(qū)38，外包層區(qū)38包括外包層部件31的六個(gè)整個(gè)外包層環(huán)，加上與外包層部件的最外環(huán)相鄰不構(gòu)成環(huán)的附加的外包層部件。

內(nèi)包層區(qū)37的部件36之間的背景材料的橋具有寬度w₁，并且外包層區(qū)38的部件31之間的背景材料的橋具有寬度w₂?？梢钥闯?，w₂如上所述有利地大于w₁。

可以看出，內(nèi)包層區(qū)37與纖芯區(qū)32相鄰，外包層區(qū)38與內(nèi)包層區(qū)37相鄰。內(nèi)包層部件36具有第一特征直徑(d₁)，外包層區(qū)38包括具有小于第一特征直徑(d₁)的特征直徑的多個(gè)外包層部件31。第一特征直徑(d₁)比外包層部件31的平均直徑(d₂)大至少約10％。

應(yīng)注意，在圖3a和圖3b中，僅僅幾個(gè)包層部件31、36用參考標(biāo)號(hào)來標(biāo)記，最內(nèi)環(huán)的所有六個(gè)部件是內(nèi)包層區(qū)內(nèi)的內(nèi)包層部件，并且圖3a和圖3b所示的其余包層部件是外包層部件。

圖3c是微結(jié)構(gòu)光纖40的實(shí)施例的截面的示意圖。在圖3c中，可以看出，光纖40包括纖芯區(qū)或纖芯42和包圍纖芯區(qū)的包層區(qū)44。此外，從圖3c中清楚的是，包層區(qū)44包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件41、46。

包層區(qū)包括具有內(nèi)包層部件46的三個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)包層區(qū)47和外包層區(qū)48，外包層區(qū)48包括外包層部件41的五個(gè)整個(gè)外包層環(huán)，加上與外包層部件的最外環(huán)相鄰不構(gòu)成環(huán)的附加的外包層部件。

可以看出，內(nèi)包層區(qū)47與纖芯區(qū)42相鄰，并且外包層區(qū)48與內(nèi)包層區(qū)相鄰。內(nèi)包層部件具有第一特征直徑(d₁)，并且外包層區(qū)48包括具有小于第一特征直徑(d₁)的特征直徑的多個(gè)外包層部件41。第一特征直徑(d₁)比外包層部件41的平均直徑(d₂)大至少約10％。

應(yīng)注意，在圖3c中，僅僅幾個(gè)包層部件41、46用參考標(biāo)號(hào)來標(biāo)記，三個(gè)最內(nèi)環(huán)的所有36個(gè)部件是內(nèi)包層區(qū)47內(nèi)的內(nèi)包層部件，并且圖3c所示的其余包層部件是外包層部件。

圖4示出了通過將具有泵浦波長(zhǎng)的泵浦光發(fā)射到具有相等尺寸的包層部件的包層的標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖中獲得的超連續(xù)譜光譜的功率譜密度的四個(gè)曲線圖，例如，如圖1a和1b所示的光纖10。圖4的右上角中的插圖示出了用于生成圖4的曲線圖的光纖的截面。圖4的曲線圖示出了增加的泵浦功率導(dǎo)致所生成的超連續(xù)譜的增加的功率譜密度。圖4中所示的泵浦功率值涉及來自于泵浦光源的估計(jì)泵浦效應(yīng)，泵浦效應(yīng)是來自于光源的實(shí)際泵浦效應(yīng)，沒有任何組合器損耗。

圖5示出了通過將泵浦波長(zhǎng)1064nm的泵浦光發(fā)射到根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30中在四個(gè)不同功率水平下獲得的超連續(xù)譜光譜的功率譜密度的曲線圖。圖5的右上角中的插圖示出了用于生成圖5的曲線圖的光纖的截面，即，微結(jié)構(gòu)光纖30。從圖5清楚的是，增加的泵浦功率導(dǎo)致所產(chǎn)生的超連續(xù)譜的增加的功率譜密度，并且對(duì)于所有四個(gè)泵浦功率水平，超連續(xù)譜延伸到1750nm。然而，該上限是用于測(cè)量的光譜分析儀(OSA)的測(cè)量極限，并且光譜全部延伸到高于1750nm的波長(zhǎng)。對(duì)于所示的較高泵浦功率，光譜延伸到遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2000nm的波長(zhǎng)。此外，對(duì)于除了最低的泵浦功率(即3.5W)之外的所有泵浦功率，光譜延伸到低于400nm的波長(zhǎng)，這對(duì)于泵浦功率16.5W和23W特別清楚。

應(yīng)注意，圖4和圖5中的泵浦功率水平不相同，然而它們是可比較的。當(dāng)比較圖4和圖5所示的輸出功率譜密度時(shí)，清楚的是，它們對(duì)于可比的泵浦功率具有可比較的量級(jí)。此外，清楚的是，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的光纖30比標(biāo)準(zhǔn)光纖，功率譜密度更穩(wěn)定，特別是在約400nm和約750nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，并且特別是對(duì)于較高的泵浦功率。

圖6a和6b示出了對(duì)于兩種不同的泵浦功率水平的根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30和標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10的功率譜密度的曲線圖。圖6a和6b示出了對(duì)于僅一部分超連續(xù)譜光譜的功率譜密度，即從350nm至750nm的范圍。在圖6a中，針對(duì)泵浦功率水平18.6W示出了曲線圖，并且在圖6b中示出了針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10的泵浦功率水平21.3W和針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30的泵浦功率水平20.8W的曲線圖。

在圖6a中，可以看出，對(duì)于在410nm和750nm之間的波長(zhǎng)范圍，對(duì)于給定的波長(zhǎng)，根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30的功率譜密度大于微結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)光纖10的功率譜密度。此外，圖6a示出了對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30，至少在大約450nm和大約650nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光譜比標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10更平坦。該效果在對(duì)應(yīng)于較高的泵浦功率的圖6b的功率譜密度曲線圖中更明顯。即使用于標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10和根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30的泵浦功率不相同，它們至少是可比較的。在圖6b中，可以看出，來自于標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10的功率譜密度隨著波長(zhǎng)的變化具有相當(dāng)大的變化，特別是在475nm和575nm之間的波長(zhǎng)范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30在475nm和575nm之間的這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有更平坦的光譜。此外，盡管根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30的泵浦功率水平低于標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10的泵浦功率水平(即對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖30是20.8W，而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖是21.3W)，標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖30的功率譜密度也比標(biāo)準(zhǔn)微結(jié)構(gòu)光纖10更高，。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的超連續(xù)譜輻射源100的示意圖。超連續(xù)譜光源100包括微結(jié)構(gòu)光纖4和泵浦光源2。微結(jié)構(gòu)光纖具有兩個(gè)端部：輸入端和輸出端。在圖7中，光纖的輸入端具有端蓋8，并且光纖的輸出端是光纖4的另一端，即，光纖的端部未示出帶有端蓋。在圖7中，端蓋8被示為好像大于光纖4，然而，并不一定是這種情況，因?yàn)槎松w可以具有與光纖4的尺寸類似的尺寸。盡管光纖4的輸出端被示為好像它是自由端，然而該輸出端可以具有端蓋，或者它可以被拼接到其他設(shè)備。

泵浦光源2具有布置為將光饋送到微結(jié)構(gòu)光纖4的端蓋8中的輸出端3。光經(jīng)由端蓋8饋送到微結(jié)構(gòu)光纖中，其中產(chǎn)生超連續(xù)譜光譜并從微結(jié)構(gòu)光纖的相對(duì)端輸出，如箭頭所示。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的級(jí)聯(lián)光纖50的實(shí)施例。

級(jí)聯(lián)光纖(50)包括通過其他方式拼接在一起或彼此光學(xué)連接的兩個(gè)光纖30、20。至少一個(gè)光纖是根據(jù)本發(fā)明的微結(jié)構(gòu)光纖。另一光纖或第二光纖是包括能夠沿著第二光纖的縱軸引導(dǎo)光的第二纖芯區(qū)和包圍第二纖芯區(qū)的第二包層區(qū)的光纖。

選擇光纖30和20的尺寸，使得微結(jié)構(gòu)光纖30的模場(chǎng)直徑大于微結(jié)構(gòu)光纖20的模場(chǎng)直徑。

在圖8所示的示例中，兩條光纖都是根據(jù)本發(fā)明的光纖，例如分別在圖3a至圖3b和圖2a至圖2b中示出的光纖30和20或者分別在圖9或圖10中示出的光纖。然而，級(jí)聯(lián)光纖的光纖中的一條例如可以是多模光纖和/或微結(jié)構(gòu)光纖，其中包層具有大體相同尺寸的各包層部件。箭頭51指示輸入到光纖50中的光，而箭頭52指示從光纖50輸出的光。

圖9中所示的微結(jié)構(gòu)光纖包括纖芯區(qū)(或簡(jiǎn)稱為纖芯)62和包圍纖芯的包層區(qū)。包層區(qū)包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件61、66。

包層區(qū)包括具有內(nèi)包層部件66的單個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)包層區(qū)域67和包括外包層部件61的3個(gè)或更多個(gè)外包層環(huán)的外包層區(qū)68。請(qǐng)注意，為了簡(jiǎn)化附圖，示出了外包層部件62的僅2個(gè)環(huán)。

內(nèi)包層區(qū)67的部件66之間的背景材料的橋具有寬度w₁，并且外包層區(qū)68的部件61之間的背景材料的橋具有寬度w₂?？梢钥闯觯瑆₂如上所述有利地遠(yuǎn)大于w₁。

內(nèi)包層區(qū)的內(nèi)環(huán)的部件66是具有較大直徑d_L和垂直較小直徑d_s的橢圓形，有利地，其具有如上所述的約1：1.2至約1：3的縱橫比d_s：d_L。

內(nèi)包層區(qū)67的橢圓形部件66以其相對(duì)于光纖的縱軸的徑向方向上的較小直徑d_s來定向。如圖所示，內(nèi)包層區(qū)67的所得厚度在所示實(shí)施例中相對(duì)較低，約為纖芯直徑的30％。

圖10所示的微結(jié)構(gòu)光纖包括纖芯區(qū)(或簡(jiǎn)稱為纖芯)72和包圍纖芯的包層區(qū)。包層區(qū)包括包層背景材料和在包層背景材料內(nèi)的多個(gè)包層部件71、76。

包層區(qū)包括具有內(nèi)包層部件76的單個(gè)內(nèi)環(huán)的內(nèi)包層區(qū)77和包括外包層部件71的3個(gè)或更多外包層環(huán)的外包層區(qū)78。請(qǐng)注意，為了簡(jiǎn)化附圖，僅示出了外包層部件72的2個(gè)環(huán)。

內(nèi)包層區(qū)77的內(nèi)包層部件76被布置為第一間距(∧₁)，外包層78的外包層部件71被布置為第二間距(∧₂)，其中第二間距遠(yuǎn)大于第一間距。在所示的實(shí)施例中，第二間距(∧₂)約是第一間距(∧₁)的兩倍。

內(nèi)包層區(qū)67的部件66之間的背景材料的橋具有寬度w₁，并且外包層區(qū)68的部件61之間的背景材料的橋具有寬度w₂?？梢钥闯?，w₂有利地大于w₁，如上所述。

內(nèi)包層區(qū)77的單個(gè)內(nèi)環(huán)的部件76具有遠(yuǎn)小于外包層區(qū)78的部件71的平均直徑的特征直徑。在所示的實(shí)施例中，單個(gè)內(nèi)環(huán)的部件76的特征直徑大約是外包層區(qū)78的部件71的平均直徑的一半?？梢钥闯?，內(nèi)包層區(qū)的軸向厚度非常窄，從而能夠進(jìn)行有效的高階模剝離。

從下文給出的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的進(jìn)一步適用范圍將變得顯而易見。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然指示本發(fā)明的優(yōu)選示例，但詳細(xì)描述和具體示例僅以說明的方式給出，因?yàn)樵诒景l(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種改變和變型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員從該詳細(xì)描述是顯而易見的。

本發(fā)明由獨(dú)立權(quán)利要求的特征來限定。優(yōu)選的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)號(hào)對(duì)于其范圍是非限制性的。

上述已經(jīng)示出了一些優(yōu)選的實(shí)施例，但應(yīng)強(qiáng)調(diào)本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例，而是在所附權(quán)利要求的主題內(nèi)以其它方式來呈現(xiàn)。