專利名稱：光放大用光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯區(qū)摻雜稀土元素的光放大用光纖，還涉及一種光放大器，在該光放大器中將光放大用光纖用作光放大介質(zhì)。
背景技術(shù)：
通常，通過將光放大用光纖用作光放大介質(zhì)，并且給光放大用光纖提供泵浦光，光放大器可使信號光放大。例如，摻鉺光纖放大器(EDFA)可放大通常用于光通信系統(tǒng)中的1.55μm波帶的信號光，并且該摻鉺光纖放大器安裝在光通信系統(tǒng)中的光中繼器內(nèi)。
光放大器所要求的特性是其輸出光強度較大，并且光放大用光纖中非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生不明顯。然而，增加輸出光強度和抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生是一種相互折衷選擇的關(guān)系。日本專利申請公開No.2004-146681中公開的光放大器的意圖在于滿足這兩個要求。
因非線性光學(xué)效果而導(dǎo)致的噪聲光發(fā)生效率η與光纖長度L的平方成正比，并且與有效芯面積Aeff的平方成反比。光纖長度L、吸收峰值α、以及光纖長度與鉺吸收量的乘積P之間的關(guān)系用關(guān)系式P＝α×L來表示，并且有效芯面積Aeff與模場直徑(MFD)的平方成正比。這樣非線性噪聲發(fā)生效率與P2/(α2×MFD4)成正比。通常在吸收量和光纖長度乘積為預(yù)定值的狀態(tài)下使用摻鉺光放大用光纖。在該情況下，適合地實現(xiàn)輸出光強度增加和抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的有效方法是增加芯區(qū)的鉺濃度，以及擴(kuò)大芯直徑。
在鉺濃度增加的情況下，由于鉺原子之間發(fā)生結(jié)合，并由此引起光強度發(fā)生效率降低(濃度消光(concentration quenching))，所以可能無法獲得高的輸出光強度。因此，在高鉺濃度狀態(tài)下通常用以抑制濃度消光的方法是增加摻雜物的濃度，例如摻雜除稀土元素以外的鋁(AL)元素等。然而，當(dāng)鋁元素?fù)饺胄緟^(qū)時，芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差增加，這樣使得模場直徑(MFD)減小，從而容易導(dǎo)致非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。
這樣，在日本專利申請公開No.2002-043660中公開的光放大用光纖中，除鉺元素和鋁元素之外，還將氟元素?fù)饺胄緟^(qū)。在日本專利申請公開No.2002-043660中公開的光放大用光纖允許在通過增加鉺濃度以增加輸出光強度的同時，通過增加鋁濃度以抑制濃度消光。而且，通過摻雜氟以抑制芯區(qū)內(nèi)相對折射率差的增加，從而限制模場直徑MFD的降低，由此試圖抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。
然而，在日本專利申請公開No.2004-146681和日本專利申請公開No.2002-043660中公開的光放大用光纖中，當(dāng)試圖增加輸出光強度時，不能充分地抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供這樣一種光放大用光纖即，其不僅可以實現(xiàn)增加輸出光強度，而且可以充分抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生，還提供在其中使用了這種光放大用光纖的光放大器、光源裝置等。
為實現(xiàn)該目的，本發(fā)明提供一種光放大用光纖，該光放大用光纖具有(1)芯區(qū)，該芯區(qū)摻雜有按重量計在1％到10％范圍內(nèi)的鋁元素、按重量計在1000ppm到5000ppm范圍內(nèi)的鉺元素，以及氟元素，而且該芯區(qū)具有在10μm到30μm范圍內(nèi)的外徑；以及(2)環(huán)繞該芯區(qū)的包層區(qū)，該包層區(qū)具有低于芯區(qū)的折射率，其中，該芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差大于或等于0.3％，并且小于或等于2.0％。
鉺元素的濃度可以是按重量計為大于或等于2500ppm，并且小于或等于4000ppm。鋁元素的濃度可以是按重量計為大于或等于4％，并且小于或等于8％。氟元素的濃度可以是按重量計為大于或等于0.1％，并且小于或等于2.5％。優(yōu)選地，氟元素的濃度是按重量計為大于或等于0.3％，并且小于或等于2.0％。芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差可以是大于或等于0.3％，并且小于或等于1.0％。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光放大器，該光放大器包括(1)本發(fā)明的光放大用光纖；以及(2)向光放大用光纖供給泵浦光的泵浦光供給裝置。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種光源裝置，該光源裝置包括(1)用于產(chǎn)生電信號的信號發(fā)生器；(2)基于電信號產(chǎn)生激光束的半導(dǎo)體激光裝置；以及(3)光纖放大器，該光纖放大器具有本發(fā)明的光放大用光纖，并用于放大由半導(dǎo)體激光裝置發(fā)射的激光束。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種光學(xué)醫(yī)療裝置，該光學(xué)醫(yī)療裝置包括(1)本發(fā)明的光源裝置；(2)波長轉(zhuǎn)換器，其用于將從光源裝置的出口部分發(fā)射的照射光轉(zhuǎn)換成給定波長的醫(yī)療用照射光；以及(3)照射光學(xué)系統(tǒng)，其用于將由波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的照射光引導(dǎo)并照射到治療部位上。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種曝光裝置，該曝光裝置包括(1)本發(fā)明的光源裝置；(2)波長轉(zhuǎn)換器，其用于將光源裝置的出口部分發(fā)射的照射光轉(zhuǎn)換成給定波長的照射光；(3)用于保持光掩模的掩模支撐部件，在光掩模中設(shè)有預(yù)定的曝光圖形；(4)用于保持曝光對象物的保持器；(5)照明光學(xué)系統(tǒng)，其利用由波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的照射光來照射由掩模支撐部件保持的光掩模；以及(6)投影光學(xué)系統(tǒng)，利用該投影光學(xué)系統(tǒng)，由照明光學(xué)系統(tǒng)照射并已通過光掩模的照射光投射到由保持器保持的曝光對象物上。


通過以下的說明書、權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明這些和其它特征、方面和優(yōu)點將更易理解。在附圖的說明中，同一標(biāo)記應(yīng)用于相同的元件，并且省略重復(fù)的說明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的光放大器的示意圖。
圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明實施例的光放大用光纖的示意圖，其中，圖2A是垂直于光軸的平面的截面圖，圖2B是折射率的分布圖。
圖3是顯示當(dāng)因濃度消光而導(dǎo)致激發(fā)效率降低5.0％時，鉺濃度和鋁濃度之間的關(guān)系的曲線圖。
圖4是顯示利用相對折射率差Δn作為參數(shù)，鋁濃度和氟濃度之間的關(guān)系的曲線圖。
圖5是顯示利用氟濃度作為參數(shù)，鋁濃度和非線性噪聲發(fā)生效率η之間的關(guān)系的曲線圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的光源裝置的示意圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)醫(yī)療裝置的示意圖。
圖8是波長轉(zhuǎn)換器的示意圖，該波長轉(zhuǎn)換器包含在圖7的光學(xué)醫(yī)療裝置中。
圖9是包含在圖7的光學(xué)醫(yī)療裝置中的照明裝置和光學(xué)觀察裝置的示意圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的曝光裝置的示意圖。
具體實施例方式
光放大器和光放大用光纖的實施例圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的光放大器的示意圖。光放大器1包括光放大用光纖10、連接光纖20和30、光耦合器40、以及泵浦光源50，該光放大器1將輸入到輸入端1a的光放大，并且從輸出端1b輸出已放大的光。
圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明實施例的光放大用光纖的示意圖，其中，圖2A是垂直于光軸的平面的截面圖，圖2B顯示了折射率分布圖。光放大用光纖10包含的主成分為石英玻璃，并具有摻雜鉺、鋁和氟元素的芯區(qū)11、以及圍繞芯區(qū)11的包層區(qū)12，包層區(qū)12具有比芯區(qū)11低的折射率。芯區(qū)11可以摻雜GeO2(二氧化鍺)，而包層區(qū)可以摻雜氟元素。
芯區(qū)摻雜鉺的濃度在1000wt.ppm(1000wt.ppm是指按重量計為1000ppm，以下類同)到5000wt.ppm的范圍內(nèi)，并且芯區(qū)摻雜鋁元素的濃度在1wt％(1wt％是指按重量計為1％，以下類同)到10wt％的范圍內(nèi)。芯區(qū)的外徑在10μm到30μm范圍內(nèi)，包層區(qū)的外徑大于或等于75μm并小于200μm，芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差在0.3％到2.0％的范圍(優(yōu)選的是0.3％到1.0％)內(nèi)。利用這樣構(gòu)成的光放大用光纖10，可以進(jìn)一步增加輸出光強度，并且充分地抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。
優(yōu)選地，光放大用光纖10具有2.0μm或更長的截止波長。芯區(qū)摻雜鉺的濃度優(yōu)選的在2500wt.ppm到4000wt.ppm的范圍內(nèi)。芯區(qū)摻雜鋁元素的濃度優(yōu)選的在4wt％到8wt％的范圍內(nèi)。芯區(qū)摻雜氟元素的濃度優(yōu)選的在0.1wt％到2.5wt％的范圍內(nèi)，以及更優(yōu)選的在0.3wt％到2.0wt％范圍內(nèi)。而且，芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差優(yōu)選的在0.3％到1.0％的范圍內(nèi)。
光放大用光纖10的輸入端1a通過熔片(fusion splice)與連接光纖20連接，并且光放大用光纖10經(jīng)由連接光纖20與光耦合器40(通常為標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖)的輸出端連接。連接光纖20的模場直徑大于光耦合器40的輸出端的模場直徑，而小于光放大用光纖10的模場直徑。
光放大用光纖10的輸出端通過熔片與連接光纖30連接，并且光放大用光纖10經(jīng)由連接光纖30與輸出端1b連接。輸出端1b通常與標(biāo)準(zhǔn)的單模光纖連接。該連接光纖30的模場直徑大于與輸出端1b連接的光纖的模場直徑，而小于光放大用光纖10的模場直徑。
已輸入到輸入端1a的光經(jīng)由光耦合器40輸出到光放大用光纖10中，并且已從泵浦光源50輸出的泵浦光經(jīng)由光耦合器40也輸出到光放大用光纖10中。泵浦光源50輸出1.48μm或0.98μm波長的泵浦光，該泵浦光能夠激發(fā)光放大用光纖10中摻雜的鉺。光耦合器40和泵浦光源50構(gòu)成泵浦光供給裝置，該裝置向光放大用光纖10供給泵浦光。光放大用光纖10中放大的光的波長在1.5到1.6μm范圍內(nèi)。
光放大器1按如下步驟操作。由泵浦光源50輸出的泵浦光經(jīng)由光耦合器40和連接光纖20提供給光放大用光纖10，并且激勵摻入光放大用光纖10中的鉺元素。輸入到輸入端1a的光經(jīng)由光耦合器40和連接光纖20入射到光放大用光纖10中，并在光放大用光纖10中受到光學(xué)放大。如此光學(xué)放大的光經(jīng)由連接光纖30從輸出端1b輸出。在現(xiàn)有實施例中，由于使用了連接光纖20和30，所以使得光放大用光纖10的兩端的模場直徑逐步變化。這樣，降低了因模場直徑的不連續(xù)性而導(dǎo)致的放大光或泵浦光的損失，并且在該情況下，還可以輸出高強度的光。
圖3是顯示當(dāng)因濃度消光而導(dǎo)致激發(fā)效率降低5.0％時，鉺濃度和鋁濃度之間的關(guān)系的曲線圖。在高濃度鉺摻入芯區(qū)內(nèi)的情況下，為了抑制因濃度消光而導(dǎo)致的激發(fā)效率的降低，高濃度的鋁元素必須根據(jù)鉺的濃度摻入芯區(qū)內(nèi)。為抑制因濃度消光而導(dǎo)致激發(fā)效率降低到5.0％或以下，當(dāng)鉺濃度為1000wt.ppm時，鋁濃度為1％。當(dāng)鉺濃度為2500wt.ppm、3000wt.ppm、以及3500wt.ppm時，鋁濃度必須分別等于或大于4wt％、5wt％、以及8wt％。
圖4是顯示利用相對折射率差Δn作為參數(shù)，鋁濃度和氟濃度之間的關(guān)系的曲線圖。芯區(qū)摻雜鋁元素增加了相對折射率差Δn，并且降低模場直徑MFD，從而容易發(fā)生非線性光學(xué)現(xiàn)象。因此，摻雜氟元素可以有效地降低折射率差，以便抑制因摻雜鋁元素而增加相對折射率差Δn。
表I顯示在本發(fā)明實施例的實例和比較例中光放大用光纖的詳述(芯直徑dc，鉺濃度CEr，鋁濃度CAl，氟濃度CF，相對折射率差Δn)。
表I

在所有情況下，包層的直徑是125μm。在此，將比較例2的光放大用光纖的非線性噪聲發(fā)生效率定義為1，并以此為基礎(chǔ)，使實例1和2以及比較例1和2中的每個光放大用光纖的非線性噪聲發(fā)生效率η標(biāo)準(zhǔn)化。
圖5是顯示利用氟濃度CF作為參數(shù)，鋁濃度和非線性噪聲發(fā)生效率η之間的關(guān)系的曲線圖。在此，芯直徑是17μm。當(dāng)鋁濃度增加時，非線性噪聲發(fā)生效率η增加，而當(dāng)氟濃度CF增加時，非線性噪聲發(fā)生效率η降低。當(dāng)將鋁濃度相同的實例1和比較例1進(jìn)行比較時，通過摻雜0.7wt％的氟，非線性噪聲發(fā)生效率η提高約10％。
所以，當(dāng)鋁濃度根據(jù)鉺濃度的增加而增加時，通過給芯區(qū)摻雜所需量的氟元素，可以抑制芯區(qū)相對折射率差的增加，并且抑制模場直徑MFD的降低，從而可以抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。
光源裝置的實施例圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的光源裝置200的示意圖。該光源裝置200包括本發(fā)明的光放大用光纖，該光源裝置200是用于輸出脈沖光的脈沖光源(以下將其稱為脈沖光源)。
脈沖光源200包括用于產(chǎn)生矩形電脈沖信號的脈沖發(fā)生器(PG)201、基于電脈沖信號產(chǎn)生矩形光脈沖的激光二級管(LD)202、偏振控制器(PC)203、第一摻鉺光纖放大器(EDFA 1)204、用于清除放大的自發(fā)發(fā)射(ASE)光的帶通濾波器(OBPF)205、以及具有本發(fā)明的光放大用光纖的第二摻鉺光放大器(EDFA 2)206。
在脈沖光源200中，脈沖發(fā)生器201中產(chǎn)生的矩形電脈沖信號通過激光二極管202轉(zhuǎn)換成矩形光脈沖。由激光二極管202輸出的光脈沖經(jīng)由偏振控制器203輸入到第一摻鉺光放大器(EDFA 1)204中，并且放大該光脈沖以作為放大的脈沖光輸出。由第一摻鉺光放大器(EDFA 1)204放大的脈沖光在帶通濾波器205中被去除ASE光，并且輸入到第二摻鉺光放大器(EDFA 2)206中進(jìn)行放大，以便輸出高峰值功率的脈沖光。
這樣，利用脈沖光源200可以抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生，并可以獲得高輸出功率的脈沖光，該脈沖光源中的第二摻鉺光放大器(EDFA 2)206采用本發(fā)明的光放大用光纖。
以下是對利用本發(fā)明的脈沖光源200的光學(xué)醫(yī)療裝置和曝光裝置進(jìn)行的描述。
光學(xué)醫(yī)療裝置的實施例接著，參考圖8到10，對根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)醫(yī)療裝置進(jìn)行如下描述。根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)醫(yī)療裝置包括脈沖光源200。該光學(xué)醫(yī)療裝置是通過矯正角膜的曲度或不均勻度對近視和散光等進(jìn)行治療的一種裝置，該裝置是以這樣的方式進(jìn)行治療的即，通過對角膜發(fā)射激光束，借助應(yīng)用于切開角膜的內(nèi)部切除術(shù)(LASIKLaserIntrastromal Keratomileusis準(zhǔn)分子激光角膜切削原位磨鑲術(shù))，或借助應(yīng)用于角膜表面的表面切除術(shù)(PRKPhotorefractiveKeratectomy準(zhǔn)分子激光角膜切削術(shù))。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)醫(yī)療裝置300的示意圖。該光學(xué)醫(yī)療裝置300在裝置外殼351內(nèi)主要包括脈沖光源200；波長轉(zhuǎn)換器360，其將通過脈沖光源200放大和輸出的激光束轉(zhuǎn)換成具有希望波長的激光束；照明裝置370，其對波長已受到波長轉(zhuǎn)換器360轉(zhuǎn)換的激光束進(jìn)行引導(dǎo)，以便照射到眼睛EY的角膜HC的表面上(治療區(qū))；以及用于觀察治療區(qū)域的光學(xué)觀察裝置380。該裝置外殼351的底部352設(shè)置在X-Y移動平臺353上，以便整個裝置外殼351可以沿X方向即圖7的左右方向移動，以及沿垂直于紙面的Y方向移動。
圖8是包含在光學(xué)醫(yī)療裝置300中的波長轉(zhuǎn)換器360的示意圖。該波長轉(zhuǎn)換器360具有非線性光學(xué)晶體361、362、363以及布置在光學(xué)晶體之間的聚光透鏡364和365。從脈沖光源200的輸出端347輸出的激光束(基波分量)通過非線性光學(xué)晶體361、362和363，轉(zhuǎn)換成具有治療用的所希望的波長的激光束(諧波分量)。在該實施例中，基波分量的波長是1.544μm，適于角膜治療的諧波分量是具有與氬氟準(zhǔn)分子激光器相同波長的紫外線光(193nm)。由波長轉(zhuǎn)換器360輸出的諧波分量的脈沖振動的重復(fù)頻率極高，即100kHz。
當(dāng)基波分量通過非線性光學(xué)晶體361時，由于第二諧波的產(chǎn)生而產(chǎn)生具有頻率為基波分量的頻率ω兩倍的雙波(波長是1/2，例如，772nm)。第二諧波朝著右側(cè)方向前進(jìn)，并且入射到下一個非線性光學(xué)晶體362中。在此，再次產(chǎn)生第二諧波，從而產(chǎn)生4倍波，該4倍波具有頻率4ω，它是基波分量的四倍(波長是1/4，即386nm)，也即入射波的頻率2ω的兩倍。第四諧波朝著非線性光學(xué)晶體363向右前進(jìn)，并且在此再次產(chǎn)生第二諧波分量，以便產(chǎn)生具有頻率8ω的8倍波，該8倍波是入射波的頻率4ω的兩倍，即基波分量的頻率的八倍(波長是1/8，即193nm)。
用于轉(zhuǎn)換波長的非線性光學(xué)晶體例如分別是用于非線性光學(xué)晶體361和362的LiB3O5(LBO)晶體，和用于非線性光學(xué)晶體363的Sr2Be2B2O7(SBBO)晶體。在此，在利用LBO晶體將基波分量轉(zhuǎn)換成第二諧波的過程中，控制LBO晶體的溫度，以便基波分量和第二諧波分量滿足相位匹配條件。這樣做是有利的，這是由于不會發(fā)生基波分量和第二諧波分量之間的角偏差(離散walk-off)，因而可以高效率地實現(xiàn)第一諧波向第二諧波的轉(zhuǎn)換，還由于如此產(chǎn)生的第二諧波未受到因離散而產(chǎn)生的光束變形的緣故。
圖9是包含在光學(xué)醫(yī)療裝置中的照明裝置370和光學(xué)觀測裝置380的示意圖。該照明裝置370包括聚光透鏡371，其用于使由波長轉(zhuǎn)換器360進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換而獲得到的193nm波長的激光聚光成細(xì)光束；分色鏡372，其用于將如此獲得的激光束反射并照射到治療對象例如眼睛EY的角膜HC的表面上。這樣，激光束作為點光照射在角膜HC的表面，以便實施該部分的蒸散(transpiration)。在該情況下，整個裝置外殼351在X-Y移動平臺353上沿X方向和Y方向移動，以便照射在角膜HC的表面上的激光射束點掃描移動，以在角膜表面執(zhí)行切除手術(shù)，從而對近視、散光、遠(yuǎn)視等進(jìn)行治療。
這種治療的操作是這樣進(jìn)行的即，諸如眼科醫(yī)生等的操作人員通過光學(xué)觀察裝置380進(jìn)行目視觀察，同時控制X-Y移動平臺353的操作。光學(xué)觀察裝置380包括照明燈385，其用于對待治療的眼睛EY的角膜HC的表面進(jìn)行照明；物鏡381，其接收由照明燈385照明而來自角膜HC并透過分色鏡372的光；棱鏡382，其用于反射從物鏡381入射的光；以及目鏡383，其用于接收由棱鏡382反射的光。這樣，通過目鏡383可以觀察到角膜HC的放大圖像。
曝光裝置的實施例圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的曝光裝置400的示意圖。曝光裝置400用于光刻工藝并包括脈沖光源200，光刻工藝是半導(dǎo)體制造工藝中的一種。用于光蝕刻工藝的曝光裝置理論上與照相制版相同，精確地畫在光掩模(中間掩模)上的器件圖形被光照射并轉(zhuǎn)印到涂有光刻膠的半導(dǎo)體片或玻璃基板上。曝光裝置400包括上述脈沖光源200、波長轉(zhuǎn)換器401、照明光學(xué)系統(tǒng)402、用于支撐光掩模(中間掩模)410的掩模支撐臺403、投影光學(xué)系統(tǒng)404、用于支撐半導(dǎo)體片415的載置臺405，以及用于水平移動載置臺405的驅(qū)動單元406。
在曝光裝置400中，由脈沖光源200的輸出端輸出的激光束輸入到波長轉(zhuǎn)換器401，以轉(zhuǎn)換成具有曝光半導(dǎo)體片415所需的波長的激光束。經(jīng)這樣波長轉(zhuǎn)換的激光束輸入到由若干透鏡組成的照明光學(xué)系統(tǒng)402中，并且由照明光學(xué)系統(tǒng)402照射到由掩模支撐臺403支撐的光掩模410的整個表面上。如此照射并穿過光掩模410的光具有繪制于光掩模410上的器件圖形的圖像，并且該照射光經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)404照射在載置臺405上載置的半導(dǎo)體片415的預(yù)定位置處。接著，通過投影光學(xué)系統(tǒng)404使光掩模410上的器件圖形的圖像縮小，以在半導(dǎo)體片415上成像并曝光。
盡管本發(fā)明結(jié)合目前被認(rèn)為最實用的和優(yōu)選實施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不限于公開的實施例，相反，本發(fā)明其本意在不超出本發(fā)明的實質(zhì)和附屬權(quán)利要求保護(hù)范圍的前提下覆蓋各種不同的修改和等同變化。
2005年5月18日提交的日本專利申請No.2005-145663公開的全部內(nèi)容，包括說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要，在此通過引用的方式并入本文。
權(quán)利要求
1.一種光放大用光纖，包括(1)芯區(qū)，其摻雜有按重量計在1％到10％范圍內(nèi)的鋁元素、按重量計在1000ppm到5000ppm范圍內(nèi)的鉺元素，以及氟元素，并且所述芯區(qū)具有在10μm到30μm范圍內(nèi)的外徑；以及(2)包層區(qū)，其環(huán)繞所述芯區(qū)，并且具有低于所述芯區(qū)的折射率，其中，所述芯區(qū)相對于所述包層區(qū)的相對折射率差大于或等于0.3％，并且小于或等于2.0％。
2.如權(quán)利要求1所述的光放大用光纖，其中，所述鉺元素的濃度是按重量計為大于或等于2500ppm，并且小于或等于4000ppm。
3.如權(quán)利要求1所述的光放大用光纖，其中，所述鋁元素的濃度是按重量計為大于或等于4％，并且小于或等于8％。
4.如權(quán)利要求1所述的光放大用光纖，其中，所述氟元素的濃度是按重量計為大于或等于0.1％，并且小于或等于2.5％。
5.如權(quán)利要求4所述的光放大用光纖，其中，所述氟元素的濃度是按重量計為大于或等于0.3％，并且小于或等于2.0％。
6.如權(quán)利要求1所述的光放大用光纖，其中，所述芯區(qū)相對于所述包層區(qū)的相對折射率差大于或等于0.3％，并且小于或等于1.0％。
7.一種光放大器，包括(1)如權(quán)利要求1所述的光放大用光纖；以及(2)泵浦光供給裝置，其用于向所述光放大用光纖供給泵浦光。
8.一種光源裝置，包括(1)信號發(fā)生器，其用于產(chǎn)生電信號；(2)半導(dǎo)體激光裝置，其基于所述電信號產(chǎn)生激光束；以及(3)光纖放大器，其用于放大由所述半導(dǎo)體激光裝置發(fā)射的激光束，其中，所述光纖放大器包括權(quán)利要求1所述的光放大用光纖。
9.一種光學(xué)醫(yī)療裝置，包括(1)如權(quán)利要求8所述的光源裝置；(2)波長轉(zhuǎn)換器，其用于將從所述光源裝置的出口部分發(fā)射的照射光轉(zhuǎn)換成給定波長的醫(yī)療用照射光；以及(3)照射光學(xué)系統(tǒng)，其用于將由所述波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的照射光引導(dǎo)并照射到治療部位上。
10.一種曝光裝置，包括(1)如權(quán)利要求8所述的光源裝置；(2)波長轉(zhuǎn)換器，其用于將所述光源裝置的出口部分發(fā)射的照射光轉(zhuǎn)換成給定波長的照射光；(3)掩模支撐部件，其用于保持光掩模，在所述光掩模中設(shè)有預(yù)定的曝光圖形；(4)保持器，其用于保持曝光對象物；(5)照明光學(xué)系統(tǒng)，其將由所述波長轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的照射光照射在由所述掩模支撐部件保持的光掩模上；以及(6)投影光學(xué)系統(tǒng)，利用所述投影光學(xué)系統(tǒng)，將由所述照明光學(xué)系統(tǒng)照射并已通過所述光掩模的照射光投射到由所述保持器保持的曝光對象物上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光放大用光纖，該光放大用光纖不僅可以實現(xiàn)增加輸出光強度，而且可以充分抑制非線性光學(xué)現(xiàn)象的發(fā)生。另外，本發(fā)明還提供其中采用該光放大用光纖的光放大器和光源裝置。光放大用光纖包括(1)芯區(qū)，該芯區(qū)摻雜有按重量計為1％到10％范圍內(nèi)的鋁元素，按重量計為1000ppm到5000ppm范圍內(nèi)的鉺元素，以及氟元素，并且該芯區(qū)具有在10μm到30μm范圍內(nèi)的外徑；以及(2)環(huán)繞芯區(qū)的包層區(qū)，該包層區(qū)具有低于芯區(qū)的折射率，其中芯區(qū)相對于包層區(qū)的相對折射率差大于或等于0.3％，并且小于或等于2.0％。
文檔編號H01S5/00GK1866065SQ20061007825
公開日2006年11月22日 申請日期2006年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月18日
發(fā)明者春名徹也, 樽稔樹, 大西正志, 角井素貴, 石川真二 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社