特開 2024-104285 双方向先細り信号ファイバを有する高輝度ポンプ信号結合器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104285

(43)【公開日】2024-08-02

(54)【発明の名称】双方向先細り信号ファイバを有する高輝度ポンプ信号結合器

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/26 20060101AFI20240726BHJP

   H01S 3/067 20060101ALI20240726BHJP

   G02B 6/04 20060101ALI20240726BHJP

   G02B 6/02 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

G02B6/26

H01S3/067

G02B6/04 B

G02B6/02 411

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023206934

(22)【出願日】2023-12-07

(31)【優先権主張番号】63/481,110

(32)【優先日】2023-01-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/193,195

(32)【優先日】2023-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】515288122

【氏名又は名称】ルーメンタム オペレーションズ エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｌｕｍｅｎｔｕｍ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100170597

【弁理士】

【氏名又は名称】松村 直樹

(72)【発明者】

【氏名】朱 功文

(72)【発明者】

【氏名】マシュー クツリス

(72)【発明者】

【氏名】孫 冠

(72)【発明者】

【氏名】リュー ニン

【テーマコード（参考）】

2H137

2H250

5F172

【Ｆターム（参考）】

2H137AB01

2H137BA01

2H137BA15

2H137BA23

2H137CC11

2H250AC32

2H250AC33

2H250AC37

2H250CA42

2H250CA67

5F172AM08

5F172DD03

5F172EE15

5F172EE16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】高出力ファイバレーザと、活性ファイバ長に沿った異なる位置にポンプ光を注入するために高出力ファイバレーザにおいて使用され得るポンプ信号結合器を提供する。
【解決手段】ポンプ信号結合器１００は、ポンプ光を受光し、かつ、前記ポンプ光を出力ファイバのクラッドへ伝送するように構成される複数のポンプファイバ１１０と、複数のポンプファイバによって取り囲まれる１つ以上の信号ファイバ１２０を備えることができる。１つ以上の信号ファイバの各々は、１つ以上の第１レーザー源に結合されると共に入力コア直径を有する入力部と、出力ファイバ１４０に結合されると共に出力コア直径を有する出力部と、入力部に隣接して、内部ではコア直径が入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部１３５－１と、出力部に隣接して、内部ではコア直径が最大値から出力コア直径にまで減少する第２先細り部１３５－３を備えることができる。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポンプ信号結合器であって、
ガラス包囲体と、前記ガラス包囲体内部に設けられたファイバ束を備え、
前記ファイバ束は、複数のポンプファイバと、前記複数のポンプファイバによって取り囲まれる信号ファイバを含み、
前記信号ファイバは、入力コア直径を有する入力部と、出力コア直径を有する出力部と、前記入力部と前記出力部との間に供される中間部を有し、
前記中間部は、
前記入力部に隣接して、内部では前記中間部のコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部と、
前記出力部に隣接して、内部では前記中間部のコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部を備える、
ポンプ信号結合器。

【請求項2】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、
前記入力コア直径が前記出力コア直径に等しく、
前記信号ファイバの前記入力部と前記信号ファイバの前記出力部は、それぞれ異なる開口数を有する、
ポンプ信号結合器。

【請求項3】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、
前記信号ファイバの前記入力部と前記信号ファイバの前記出力部が、同一の開口数を有し、
前記入力コア直径は前記出力コア直径とは異なる、
ポンプ信号結合器。

【請求項4】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、
前記信号ファイバの前記中間部はさらに、前記第１先細り部と前記第２先細り部との間に供されて前記最大値に等しい均一のコア直径を有する中間部を含む、
ポンプ信号結合器。

【請求項5】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、前記信号ファイバの前記出力部の前記出力コア直径は、前記信号ファイバの前記出力部に接続される出力ファイバのコア直径に等しい、ポンプ信号結合器。

【請求項6】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、前記ガラス包囲体は、前記信号ファイバの前記第１先細り部と少なくとも部分的に重なる第１先細り部、及び、前記信号ファイバの前記第２先細り部と少なくとも部分的に重なる第２先細り部を含む、ポンプ信号結合器。

【請求項7】

請求項１に記載のポンプ信号結合器であって、前記ガラス包囲体は毛細管を含み、前記毛細管は、該前記毛細管上にクラッドライトストリッパを有する、ポンプ信号結合器。

【請求項8】

ポンプ信号結合器を製造する方法であって、
複数のポンプファイバと、前記複数のポンプファイバによって取り囲まれると共に入力コア直径を有する入力部と、前記入力部に隣接すると共に内部ではコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部を有する信号ファイバを含むファイバ束を、該ファイバ束に適合する寸法の第１ウエストを有するガラス包囲体に挿入する段階と、
前記ガラス包囲体の一部と、前記ガラス包囲体内部に設けられる前記ファイバ束の一部を先細らせることで、前記信号ファイバがさらに、出力コア直径を有する出力部と、前記出力部に隣接すると共に内部ではコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部を備えるようにする段階と、
前記第１ウエストで前記ファイバ束を劈開する段階と、
前記ファイバ束を出力ファイバへ接合する段階、
を有する方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法であって、
クラッドにとって取り囲まれて前記最大値に等しい直径を有するコアを有する光ファイバを剥離する段階と、
前記光ファイバを先細らせることで、前記光ファイバが、内部で前記コアの直径が前記入力コアの直径と一致するように減少する第２ウエストを有するようにする段階と、
前記第２ウエストで前記光ファイバを劈開することで前記第１先細り部を形成する段階と、
前記第１先細り部を前記入力部へ接合することで前記信号ファイバを形成する段階、
をさらに有する方法。

【請求項10】

請求項８に記載の方法であってさらに、
前記ガラス包囲体の表面上にクラッドライトストリッパを形成する段階と、
前記ガラス包囲体の中央部を先細らせることで前記第１ウエストを形成する段階、
を有する方法。

【請求項11】

請求項８に記載の方法であってさらに、前記ガラス包囲体の１つ以上の部分をエッチングする段階を有する方法。

【請求項12】

請求項８に記載の方法であって、
前記入力コア直径が前記出力コア直径に等しく、
前記信号ファイバの前記入力部と前記信号ファイバの前記出力部は、それぞれ異なる開口数を有する、
方法。

【請求項13】

請求項８に記載の方法であって、
前記信号ファイバの前記入力部と前記信号ファイバの前記出力部が、同一の開口数を有し、
前記入力コア直径は前記出力コア直径とは異なる、
方法。

【請求項14】

請求項８に記載の方法であって、
前記信号ファイバはさらに、前記第１先細り部と前記第２先細り部との間に供されて前記最大値に等しい均一のコア直径を有する中間部を含む、
方法。

【請求項15】

請求項８に記載の方法であって、前記ガラス包囲体は毛細管を有する、方法。

【請求項16】

信号光を発生させるように構成される１つ以上の第１レーザー源と、ポンプ光を発生させるように構成される複数の第２レーザー源を含む入力システムと、
前記信号光を伝えるように構成される１つ以上のコア、及び、該コアを取り囲むと共に前記ポンプ光を伝えるように構成されるクラッドを有する出力ファイバと、
前記入力システムと前記出力ファイバとの間に配置されるポンプ信号結合器、
を備える光学系であって、
前記ポンプ信号結合器は、
前記ポンプ光を受光し、かつ、前記ポンプ光を前記出力ファイバの前記クラッドへ伝送するように構成される複数のポンプファイバと、
前記複数のポンプファイバによって取り囲まれる１つ以上の信号ファイバ、
を有し、
前記１つ以上の信号ファイバの各々は、
前記１つ以上の第１レーザー源に結合されると共に入力コア直径を有する入力部と、
前記出力ファイバに結合されると共に出力コア直径を有する出力部と、
前記入力部に隣接して、内部ではコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部と、
前記出力部に隣接して、内部ではコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部、
を有する、光学系。

【請求項17】

請求項１６に記載の光学系であって、前記ポンプ信号結合器は、前記入力システムと前記出力ファイバとの間で前進ポンピング構成をとるように配置される、光学系。

【請求項18】

請求項１６に記載の光学系であって、前記ポンプ信号結合器は、前記入力システムと前記出力ファイバとの間でカスケードポンピング構成をとるように配置される、光学系。

【請求項19】

請求項１６に記載の光学系であって、前記ポンプ信号結合器は、前記入力システムと前記出力ファイバとの間で後退ポンピング構成をとるように配置される、光学系。

【請求項20】

請求項１６に記載の光学系であって、前記１つ以上の信号ファイバの各々はさらに、前記第１先細り部と前記第２先細り部との間に供されて前記最大値に等しい均一のコア直径を有する中間部を含む、光学系。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本特許出願は、2023年1月23日に出願され、「双方向先細り信号ファイバを有する高輝度ポンプ及び信号結合器」と題された米国仮特許出願第63/481,110号の優先権を主張し、先行出願の開示は、その一部とみなされ、参照により本特許出願に組み込まれる。

【技術分野】

【0002】

本開示は、概して、高出力ファイバレーザと、活性ファイバ長に沿った異なる位置にポンプ光を注入するために高出力ファイバレーザにおいて使用され得るポンプ信号結合器とに関する。

【背景技術】

【0003】

ポンプ信号結合器は、高出力ファイバレーザの重要な構成要素である。ポンプ-信号結合器は、ポンプ光と信号光とを組み合わせて、信号光のパワーを増加させる。

【発明の概要】

【0004】

一部の実施形態では、ポンプ信号結合器は、ガラス包囲体と、前記ガラス包囲体内部に設けられたファイバ束を備える。前記ファイバ束は、複数のポンプファイバと、前記複数のポンプファイバによって取り囲まれる信号ファイバを含む。前記信号ファイバは、入力コア直径を有する入力部と、出力コア直径を有する出力部と、前記入力部と前記出力部との間に供される中間部を有する。前記中間部は、前記入力部に隣接して、内部では前記中間部のコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部と、前記出力部に隣接して、内部では前記中間部のコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部を備える。

【0005】

一部の実施形態では、ポンプ信号結合器を製造する方法は、複数のポンプファイバと、前記複数のポンプファイバによって取り囲まれると共に入力コア直径を有する入力部と、前記入力部に隣接すると共に内部ではコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部を有する信号ファイバを含むファイバ束を、該ファイバ束に適合する寸法の第１ウエストを有するガラス包囲体に挿入する段階と、前記ガラス包囲体の一部と、前記ガラス包囲体内部に設けられる前記ファイバ束の一部を先細らせることで、前記信号ファイバがさらに、前記出力部に隣接すると共に内部ではコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部を備えるようにする段階と、前記第１ウエストで前記ファイバ束を劈開する段階と、前記ファイバ束を出力ファイバへ接合する段階を有する。

【0006】

一部の実施形態では、光学系は、信号光を発生させるように構成される１つ以上の第１レーザー源と、ポンプ光を発生させるように構成される複数の第２レーザー源を含む入力システムと、前記信号光を伝えるように構成される１つ以上のコア、及び、該コアを取り囲むと共に前記ポンプ光を伝えるように構成されるクラッドを有する出力ファイバと、前記入力システムと前記出力ファイバとの間に配置されるポンプ信号結合器を備える。前記ポンプ信号結合器は、前記ポンプ光を受光し、かつ、前記ポンプ光を前記出力ファイバの前記クラッドへ伝送するように構成される複数のポンプファイバと、前記複数のポンプファイバによって取り囲まれる１つ以上の信号ファイバを有する。前記１つ以上の信号ファイバの各々は、前記１つ以上の第１レーザー源に結合されると共に入力コア直径を有する入力部と、前記出力ファイバに結合されると共に出力コア直径を有する出力部と、前記入力部に隣接して、内部ではコア直径が前記入力コア直径から最大値にまで増大する第１先細り部と、前記出力部に隣接して、内部ではコア直径が前記最大値から前記出力コア直径にまで減少する第２先細り部を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1A】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器の例示的な実装を示す。

【図1B】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器の例示的な実装を示す。

【図2A】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造するためのプロセスの例示的な実装を示す。

【図2B】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造するためのプロセスの例示的な実装を示す。

【図2C】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造するためのプロセスの例示的な実装を示す。

【図2D】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造するためのプロセスの例示的な実装を示す。

【図3】双方向に先細にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を含む光学システムの例示的な実装を示す。

【図4】双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造することに関連する例示的なプロセスのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

例示的な実装形態の以下の詳細な説明は、添付の図面を参照する。異なる図面における同一の参照符号は、同一又は類似の元素を識別可能である。

【0009】

ポンプ信号結合器は、高出力ファイバレーザの重要な構成要素である。例えば、ポンプ信号結合器は、一般に、ポンプ光を結合して、増大された出力を有する結合されたポンプ光を生成する。多くの場合、ポンプ結合器は、数百ワット(W)/キロワット(kW)のポンプ出力を供給するように構成された別の光学構造(例えば、主発振器出力増幅器(MOPA)および/または単一パスファイバレーザ構造)に接合される束構成で配置される。束構成は、ポンプファイバを特定の最密充填構成(例えば、六角形最密充填構成など)に配置し、個々のポンプファイバを標的サイズの束に融着および先細り状にすることによって達成することができる。さらに、ポンプ-信号結合器では、信号ファイバが、バンドル内の個々のポンプファイバと共に含まれる。このようにして、様々なポンプファイバを使用して、複数のポンプ源からのポンプ出力を出力ファイバのクラッドに結合することができ、信号光は、ポンプ信号結合器に含まれる信号ファイバのコアを通って、出力ファイバのコアに伝播することができる。しかしながら、ポンプ-信号結合器の設計及び製造において生じる1つの課題は、束内の様々なファイバが、出力ファイバに適合するように先細にされる必要があることである。例えば、バンドル内の様々なファイバが先細り状でない場合、ファイバ束の総面積は、出力ファイバよりもはるかに大きい。

【0010】

その結果、(例えば、様々なポンプファイバを融着および先細りするために)融着および先細り化処理が束に対して実行されるとき、信号ファイバはポンプファイバに融着され、信号ファイバもポンプファイバと共に先細り化される。これは、しばしば、(例えば、束の一端から束の他端まで)サイズが著しく低減された信号ファイバをもたらし、これは、信号ファイバ(例えば、束の端から端まで)を通って伝播する信号ビームの摂動または他の歪みをもたらし得る。さらに、信号ビームは、(たとえば、信号ファイバコアのサイズが減少したために)信号ファイバの先細り領域で信号ファイバコアから漏れ出すことがある。さらに、先細り状の束の内側の信号ファイバコアのサイズは、出力ファイバコアのサイズ(例えば、信号ファイバコアが接合されるべき)と一致しないことが多い。これは、信号ファイバコアから漏出する信号ビームの量を増加させ、それは、輝度を減少させ、信号ビームの光損失を増加させ、および/またはポンプ結合器内で熱を発生させる。したがって、ポンプ結合器の性能(例えば、光学性能および/または熱性能)が影響を受ける。

【0011】

本明細書で説明するように、高輝度ポンプ信号結合器は、ポンプ光を受け取り、ポンプ光を出力ファイバのクラッドに伝送するように構成された複数のポンプファイバと、複数のポンプファイバによって囲まれた1つ以上の信号ファイバとを備えることができ、1つ以上の信号ファイバはそれぞれ、入力コア直径を有するレーザ源に結合された入力部と、出力コア直径を有する出力ファイバに結合された出力部と、双方向に先細り状の中間部とを備える。例えば、双方向先細り中間部は、入力部に隣接すると共に内部でコア直径が入力コア直径から最大値に増加する第1の先細り部(例えば、増大先細り部)と、出力部に隣接すると共に内部でコア直径が最大値から出力コア直径に減少する第2の先細り部(例えば、減少先細り部)とを含み得る。いくつかの実装形態では、本明細書で説明するように、高輝度ポンプ信号結合器は、著しい信号コア出力損失またはビーム品質劣化を引き起こすことなく、キロワット(kW)ファイバーレーザの出力をスケールアップするために、アクティブファイバ長に沿って異なる位置にポンプ光を注入するために使用され得る。例えば、高輝度ポンプ信号結合器は、中間信号ファイバ(例えば、2つの先細り部を含む)を数十ミリメートル以内に保ちながら、中間信号ファイバのための2つの先細り部を含むことができる。本明細書に記載されるように、双方向に先細りされた中間信号ファイバを有する設計は、信号ファイバの比較的高い先細り比を可能にし得、多数のポンプファイバが存在する場合であっても、信号劣化を著しく低減し得る。

【0012】

図1A～図1Bは、双方向に先細にされた中間信号ファイバ150を含むポンプ信号結合器の例示的な実装100を示す。例えば、図1Aに示すように、ポンプ信号結合器は、それぞれのポンプ光源(例えば、レーザダイオード)からポンプ光を受け取るように配置または構成された複数のポンプファイバ110と、信号光源(例えば、レーザ光源、図示せず)から信号光を受け取るように配置または構成された中間信号ファイバ150とを含むことができる。いくつかの実装形態では、信号光は、概して、入力構成要素(たとえば、発振器、増幅器、モードフィールドアダプター(MFA)、または別の適切な光学部品)の入力信号ファイバ120を介して、ポンプ信号結合器に含まれる中間信号ファイバ150に伝播し得る。図1Aにさらに示すように、ポンプ信号結合器は、ガラス包囲体130を含むことができる。あるいは、本明細書でさらに詳細に説明するように、ポンプ信号結合器は、ガラス包囲体130を含まなくてもよい。さらに、ポンプ信号結合器は、ポンプ信号結合器の中間信号ファイバ150に結合されたコアと、ポンプ信号結合器のポンプファイバ110に結合されたクラッドとを含む出力ファイバ140に結合され得る。

【0013】

したがって、いくつかの実装形態では、ポンプファイバ110は、ポンプファイバ110内で伝送されるポンプ光が中間信号ファイバ150内を伝播する信号ビームと結合し、かつ、ポンプ光を伝播するように構成され得る。ポンプ光の一部は、複数のポンプ光源(例えば、複数のレーザ光源、図示せず)によってそれぞれ放出され得、信号ビームと結合するために複数のポンプファイバ110を介してそれぞれ伝播し得る。信号ビーム(たとえば、ポンプ光と結合した後)は、中間信号ファイバ150および/またはポンプ信号結合器から放出されて、出力ファイバ140のコアに伝搬し得、それは、出力コンポーネントに含まれ得るか、またはポンプ信号ファイバと出力構成要素(たとえば、発振器、増幅器、MFAなど)との間で結合され得る。

【0014】

いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130は、中空の開放端ガラス管である毛細管であり得る。したがって、毛細管の内部部分は、毛細管の1つ以上の壁の内部表面間の空間など、毛細管内の空間によって画定され得る。いくつかの実装形態では、中間信号ファイバ150および複数のポンプファイバ110は、毛細管の内部部分内に配置され得る(たとえば、中間信号ファイバ150と、中間信号ファイバ150を取り囲む複数のポンプファイバ110とを含むファイバ束が、毛細管の内部部分に挿入され、毛細管の内部部分を充填し得る)。いくつかの実装形態では、図1Aに示されるように、クラッドライトストリッパ(CLS)132が、ガラス包囲体130上に提供され得る。たとえば、いくつかのポンプ構成(たとえば、信号光が出力ファイバ140から入力信号ファイバ120に進み、ポンプ光が反対方向に進む逆方向ポンピング)では、出力ファイバ140をクラッドする中に、著しい残留ポンプ光および信号光が存在し得る。そのような場合、出力ファイバ140のクラッド内の残留ポンプ光および信号光の一部は、ガラス包囲体130上のコーティングまたは接着剤に達することがあり、これは、ガラス包囲体130を加熱させることがあり、ガラス包囲体130内の主な光源である。したがって、いくつかの実装形態では、CLS 132は、クラッド光がガラス包囲体130上のコーティングまたは接着剤に到達する前に、クラッド光を除去するために提供され得る。

【0015】

いくつかの実装形態では、複数のポンプファイバ110、入力信号ファイバ120、ガラス包囲体130、出力ファイバ140、および中間信号ファイバ150はそれぞれ、ガラス(たとえば、シリカ系ガラス、石英ベースのガラス、フッ素化ガラス、または別のガラスの種類)を備え得る。いくつかの実装形態では、ポンプファイバ110、入力信号ファイバ120、ガラス包囲体130、出力ファイバ140、および中間信号ファイバ150は、同じガラス型または異なるガラス型を備え得る。いくつかの実装形態では、中間信号ファイバ150および複数のポンプファイバ110は、ファイバコアおよびファイバクラッドを含み得る。例えば、中間信号ファイバ150および複数のポンプファイバ110は、それぞれ、ファイバクラッドによって円周方向に囲まれたファイバコアを含んでもよい。あるいは、いくつかの実装形態では、中間信号ファイバ150は、ファイバクラッドを有さなくてもよく(たとえば、中間信号ファイバ150は、ファイバコアのみを備えてもよい)、または中間信号ファイバ150は、ポンプファイバ110のファイバクラッドのそれぞれのファイバクラッド厚さとは異なるファイバクラッド厚さを有するファイバクラッドを有してもよい。例えば、中間信号ファイバ150は、ポンプファイバ110のファイバクラッドのそれぞれのファイバクラッド厚さよりも小さいファイバクラッド厚さを有するファイバクラッドを有することができる。いくつかの実装形態では、ポンプファイバ110および中間信号ファイバ150は、ガラス包囲体130内に束構成で配置され得る。

【0016】

加えて、または代替として、いくつかの実装形態では、ポンプ信号結合器は、ガラス包囲体130なしの設計を含み得る。例えば、中間信号ファイバ150およびポンプファイバ110を含むファイバ束をガラス包囲体130に送り込み、次いで、出力ファイバ140のコアおよびクラッドサイズに一致するようにガラス包囲体130を先細り状にするのではなく、ポンプファイバ110および中間信号ファイバ150を、出力ファイバ140にねじり、先細り状にし、融着し、接合することができる(例えば、中間信号ファイバ150が出力ファイバ140のコアに信号光を送信し、ポンプファイバ110がポンプ光を出力ファイバ140のクラッドに送信するように)。さらに、いくつかの実装形態が、複数のポンプファイバ110によって囲まれた1つの中間信号ファイバ150を有するファイバ束を含むポンプ信号結合器に関して本明細書で説明されるが、ファイバ束は、複数のポンプファイバ110によって囲まれた複数の中間信号ファイバ150を含み得る。たとえば、いくつかの実装形態では、出力ファイバ140は、一般に、1つ以上のコアを含み得、出力ファイバ140中の各コアは、ポンプ信号ファイバのファイバ束中の1つの対応する中間信号ファイバ150に整合され得る。例えば、ファイバ束内の各ファイバは、信号光またはクラッド(例えば、ポンプ)光のいずれかの送信を支援することができ、それによって、ファイバ束内の各ファイバは、中間信号ファイバ150またはポンプファイバ110として使用され得る。例えば、6本の他のファイバによって囲まれた中心ファイバを含むファイバ束では、中心ファイバは、中間信号ファイバ150として構成されてもよく、6本の周囲に位置するファイバは、出力ファイバ140が単一のコアを含む設計では、ポンプファイバ110として構成されてもよい。あるいは、出力ファイバ140が3つのコアを含む設計では、ファイバ束は、中間信号ファイバ150として構成された3つのファイバと、ポンプファイバ110として構成された4つのファイバとを含むことができる。このようにして、任意の所与のファイバ束において、複数のファイバがポンプファイバ110として構成され、ファイバのうちの1つ以上が中間信号ファイバ150として構成されて、単一コアポンプ信号結合器(たとえば、1つの中間信号ファイバ150を有する)またはマルチコアポンプ信号結合器(たとえば、複数の中間信号ファイバ150を有する)を作成する。

【0017】

いくつかの実装形態では、図1Bに示すように、中間信号ファイバ150は、第1のコア直径および第1の開口数(NA)を有する入力信号ファイバ120のコアと、第2のコア直径および第2のNAを有する出力ファイバ140のコアとの間に結合され得る。図1Bにさらに示されるように、中間信号ファイバ150は、入力信号ファイバ120のコアに位置合わせされた第1の(たとえば、入力)コア直径および第1のNAを有する入力部152と、出力ファイバ140のコアに位置合わせされた第2の(たとえば、出力)コア直径および第2のNAを有する出力部150と、中間信号ファイバ150内を伝播するかまたは他の方法で伝送される信号光の劣化を低減するために入力部152と出力部154との間に設けられた双方向先細り中間部156とを含み得る。たとえば、いくつかの実装形態では、入力部152、出力部154、および双方向先細り状中間部156は、ポンプ信号結合器構造内(たとえば、ガラス包囲体130内)に提供され得る。あるいは、ポンプファイバ110および中間信号ファイバ150が撚られ、融着先細りがポンプファイバ110および中間信号ファイバ150に適用される場合、入力部152、出力部154、および双方向先細り中間部156を囲むガラス包囲体130が存在しなくてもよい。いずれの場合も、図1Bに示されるように、双方向先細り中間部156は、中間信号ファイバ150の入力部152に隣接する増大先細り部156-1と、中間信号ファイバ150の出力部154に隣接する減少先細り部156-2とを含むことができる。例えば、増大先細り部156-1は、入力部152のコア直径から最大値まで増加する(例えば、増大先細りが断熱的に増加する)コア直径を有し得、減少先細り部156-2は、出力部154の最大値からコア直径まで減少する(例えば、減少先細りが断熱的に減少する)コア直径を有し得る。

【0018】

いくつかの実装形態では、本明細書で説明するように、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、中間信号ファイバ150のコアサイズ(たとえば、コア直径)を増加させるために、および/または中間信号ファイバ150のNAを増加させるために提供され得る。例えば、ポンプファイバ110および中間信号ファイバ150が、出力ファイバ140のコアおよびクラッドに整合するように先細り状にされるとき、先細りは、一般に、先細りリングプロセスにおける不完全性に起因して、いくらかの劣化(例えば、高次モードによって引き起こされる)を導入する。さらに、より大きいコアサイズは、一般に、より高次のモードをサポートするので、信号光が入力信号ファイバ120のコアから中間信号ファイバ150に進むとき、信号光は、より高次のモードを励起し得る。したがって、出力ファイバ140のコアは、高次モードの損失を防ぐために、入力信号ファイバ120のコアよりも大きいコア直径および/または高いNAを有する必要がある。したがって、本明細書で説明するように、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、(たとえば、ガラス包囲体130内で先細り状であるか、またはツイスト・アンド・ヒュージング技術を使用するかにかかわらず)ポンプ信号結合器内でそうでなければ生じる電位劣化(たとえば、高次モードの損失)に対処するために、入力部152と出力部154との間の中間信号ファイバ150のコアサイズおよび/またはNAを増加させるために設けられ得る。例えば、図1Bは、信号光が左から右に進む双方向先細り中間信号ファイバ150-1の第1の例を示し、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、入力部152のコア直径30ミクロンおよびNA0.06から、出力部154のコア直径30ミクロンおよびNA0.09に進む(例えば、NAを増加させる)ように設けられる。

【0019】

追加的に、または代替的に、図1Bは、双方向に先細り状にされた中間信号ファイバ150-2の第2の例を示し、ここで、信号光は、再び左から右に移動し、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、入力部152における30ミクロンのコア直径および0.06のNAから、35ミクロンのコア直径および出力部154における0. 06のNAに進む(たとえば、コア直径を増加させる)ように提供される。実施例150-1および150-2では、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、100ミクロンのコア直径および0. 06のNAまで、またはそれから先細りが付けられる。追加的に、または代替的に、図1Bは、双方向に先細り状にされた中間信号ファイバ150-3の第3の例を示し、ここで、信号光は、再び左から右に移動し、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、30ミクロンのコア直径および0.06のNAから、35ミクロンのコア直径および0.09のNA(たとえば、コア直径およびNAを増加させる)に進むように提供され、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、入力部152のNAと出力部154のNAとの間にあるNAと関連付けられる。このようにして、信号ファイバ120の双方向先細り中間部150は、入力部152に隣接する増大先細り部156-1の端部が入力部152のコア直径およびNAに等しく、出力部154に隣接する減少先細り部156-2の端部が出力部154のコア直径およびNAに等しくなるように製造され得る。このようにして、双方向に先細にされた中間信号ファイバ150を有する高輝度ポンプ信号結合器は、出力ファイバ140に接合され得、これは、MOPA構造または他の適切な光学デバイス内のアクティブファイバに接合され得、アクティブファイバを通る高出力またはNAを増加させるために双方向先細り中間信号ファイバ150を使用すると、出力ファイバ140は、先細り(たとえば、増加した高次モードおよび/またはビームパラメータ積(BPP))によって引き起こされる劣化を補償することができる。

【0020】

いくつかの実装形態では、図1Bにさらに示されるように、双方向先細り状中間部156は、増大先細り部156-1と減少先細り部156-2との間に提供される中央部156-3を含み得、均一なコア直径は、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2のコア直径の最大値に等しい。たとえば、いくつかの実装形態では、増大先細り部156-1と減少先細り部156-2との間に中央部156-3を設けることは、(たとえば、図2A～2Dに関して本明細書でさらに詳細に説明するように)双方向先細り中間信号ファイバ150を作製するためのプロセスを簡略化し得る。代替的に、いくつかの実装形態では、双方向先細り中間信号ファイバ150は、中央部156-3を含まなくてもよく、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2は、ある程度重複してもよい。例えば、双方向先細り状中間信号ファイバ150が中央部156-3を含む実施形態のように、増大先細り部156-1および減少先細り部156-2を形成するために100ミクロンファイバを2方向に先細り状にする代わりに、コア直径の最大値は、双方向先細り状中間信号ファイバ150が中央部156-3を含まない実施形態では80ミクロンであり得る。

【0021】

いくつかの実装形態では、図1Aに示すように、ガラス包囲体130は、入力端および出力端を含む毛細管であってもよく、出力端は、第1の部分135-1(たとえば、第1の減少先細り部)、第2の部分135-2、第3の部135-3(たとえば、第2の減少先細り部第4の部135-4を含む。したがって、ポンプ信号結合器がガラス包囲体130を含む場合、ポンプ信号結合器に含まれる様々なポンプファイバ110および双方向に先細にされた中間信号ファイバ150は、ガラス包囲体130の入力端、出力端の第1の部分分135-1、および出力端の第2の部分分135-2内に非融着束構成で配置され得る(たとえば、複数のポンプファイバ110および中間信号ファイバ150の各々は、ガラス包囲体130の入力端、出力端の第1の部分135-1、および出力端の第2の部分135-2内で、互いに分離し、別個であり得る)。さらに、いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130の出力端の第1の部分135-1(たとえば、第1の減少先細り部)は、中間信号ファイバ150の増大先細り部156-1と少なくとも部分的に重なり得る。

【0022】

いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130の出力端の第3の部135-3(たとえば、第2の減少先細り部)では、複数のポンプファイバ110および中間信号ファイバ150は、部分的に融着された束構成で配列され得る(たとえば、ポンプファイバ110のファイバクラッドは、第3の部135-3内で一緒に接合されて、束化されたポンプファイバ110のファイバクラッディング間に1つ以上のギャップを有するポンプファイバ110の統一された束を形成し得る)。第3の部135-3内で、ポンプファイバ110は、第3の部135-3の長さに沿って、非融着束構成から、ポンプファイバ110がより密接に融着され、ギャップがより小さくなる部分的に融着された束まで、完全に融着された一体化束まで(例えば、複数のポンプファイバ110のファイバクラッディング間のギャップなしで)先細になり得る。さらに、ガラス包囲体130の出力端部の第4の部135-4では、ポンプファイバ110は、融着束構成で配列され得る(例えば、複数のポンプファイバ110のファイバクラッディングは、ポンプファイバ110の統一束を形成するように一緒に接合され得る)。さらに、いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130の出力端の第3の部135-3(たとえば、第2の減少先細り部)は、中間信号ファイバ150の減少先細り部156-2と少なくとも部分的に重複し得る。

【0023】

さらに、いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130の一部分は、(たとえば、ウェットエッチング技法、反応性イオンエッチング技法、および/または別のエッチング技法などの1つ以上のエッチング技法を使用して)エッチングされて、ポンプファイバ110中に伝送されるポンプ光と、(1つ以上の)信号ファイバ120中に伝送される信号光との輝度を増加させ得る。たとえば、いくつかの実装形態では、ガラス包囲体130は、(たとえば、出力端の第4の部135-4において)エッチング除去され得、中間信号ファイバ150およびポンプファイバの融着された束110は、次いで、出力ファイバ140に接合され得る。例えば、出力ファイバ140を用いて接合ポイントで、またはその近くでガラス包囲体130をエッチング除去することは、より小さい先細り比を可能にすることによって、ポンプ光および信号光の輝度を増加させることができ、これは、BPP値をより良好に保存することができる。例えば、双方向先細り状中間信号ファイバ150が30ミクロンから50ミクロンに増加し、次いで50ミクロンから30ミクロンに減少する場合、輝度劣化は、双方向先細り状中間部150が30ミクロンから100ミクロンに増加し、次いで100ミクロンから30ミクロンに減少する(例えば、より低い先細り比は、一般に、より少ない輝度劣化をもたらす)設計におけるよりも小さい。したがって、出力ファイバ140との接合点またはその付近のガラス包囲体130の一部分がエッチング除去される場合、出力ファイバ140が典型的には固定直径を有し、出力ファイバ140のサイズに適合するために先細りの程度を小さくする必要があるので、先細り比は低減され得る。

【0024】

上述のように、図1A～図1Bが一例として提供される。他の実施例は、図1A～図1Bに関して説明したものとは異なる場合がある。図に示す装置の数と配置。一例として、図1A～図1Bが提供される。実際には、追加の装置、より少ない装置、異なる装置、または図に示されるものとは異なるように配置された装置が存在し得る。1A-1B.さらに、2つ以上のデバイスを図に示す。図1A～1Bは、単一装置、または図に示される単一装置内に実装され得る。図1A～1Bは、複数の分散デバイスとして実装され得る。追加的に、または代替的に、図に示される装置のセット(たとえば、1つ以上の装置)。図1A～1Bは、図に示される装置の別のセットによって実行されるものとして説明される1つ以上の機能を実行し得る。

【0025】

図2A～2Dは、双方向に先細り状にされた信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造するためのプロセスの例示的な実装200を示す。

【0026】

例えば、図2Aを参照すると、参照番号210は、高輝度ポンプ信号結合器に含まれる信号ファイバを準備するために使用され得る多段階プロセスを示す。第1のステップでは、参照番号212によって示されるように、剥離された中間信号ファイバを準備することができる。例えば、図2Aに示すように、信号ファイバは、コア222-1と、コア222-1を囲むクラッド222-2と、クラッド222-2を囲むコーティング222-3とを含むことができる。したがって、第1のステップでは、コーティング222-3の一部分を(例えば、エッチングまたは任意の他の適切な技法によって)除去して、剥離された中間信号ファイバを調製することができる。図2Aにさらに示されるように、参照番号214によって示される第2のステップでは、剥離された中間信号ファイバは、適切な寸法に先細り付けされてもよい。

【0027】

例えば、図2Aでは、中間信号ファイバは、中間信号ファイバの剥ぎ取られた部分が、コア222-1およびクラッド222-2の元の寸法(例えば、最終中間信号ファイバの最大直径に対応する)を有する第1の部分224-1および第5の部分224-5を含むように、先細にされる。さらに示されるように、第1の部分224-1と第5の部分224-5との間に、中間信号ファイバは、第2の(たとえば、減少先細り)部224-2と、均一なコア直径を有する第3の(たとえば、中央)部分224-3と、第4の(たとえば、増大先細り)部分224-4とを含む。いくつかの実装形態では、中央部224-3の均一なコア直径は、中間信号ファイバが接合されるべき入力信号ファイバのコア直径に等しくてもよい。

【0028】

いくつかの実装形態では、第3のステップでは、参照番号216によって示されるように、先細り状中間信号ファイバは、先細り状ウエストにおいて劈開され得る。例えば、先細りウエストは、先細り状中間信号ファイバが、図2Aに破線で示される最小直径を有する位置を指し得る。したがって、先細りのウエストにおいて先細りの中間信号ファイバを切断することにより、先細りの中間信号ファイバを第1の部分226-1および第2の部分226-2に分離することができる。いくつかの実装形態では、第2の部分226-2は破棄され得る。したがって、第4のステップでは、参照番号218によって示されるように、先細り状中間信号ファイバの第1の部分226-1は、入力信号ファイバ228に接合され得る。次いで、得られた信号ファイバを、糸束内の複数のポンプファイバと組み合わせることができる。

【0029】

加えて、または代替的に、中間信号ファイバは、予め先細り状にされていても、または予めエッチングされていてもよい。例えば、中間信号ファイバのクラッド222-2の直径が、特定のシステムに必要とされるよりも大きい場合、中間信号ファイバは、事前にエッチングまたは事前に先細り付けされ、その後、さらに先細り付けされ得る。例えば、ファイバ束が、8本のポンプファイバを含む内側リングと、追加の14本のポンプファイバを含む外側リングとによって囲まれた中央信号ファイバを含む設計では、中央信号ファイバとして使用される中間信号ファイバが大きすぎる場合、ポンプファイバとファイバ束内のパッキングとの間にギャップが存在し、コンパクト性が不十分となる。したがって、信号ファイバのサイズが特定の設計に対して大きすぎる場合、信号ファイバは、(例えば、ファイバ束のための特定の外装形状に基づいて)所望のサイズにまで減少されるようにエッチングまたは事前先細りされ得る。

【0030】

図2Bに示すように、ポンプ信号結合器がガラス包囲体(例えば、毛細管)を含む場合のために、ガラス包囲体を準備することができる。例えば、参照番号230によって示されるように、ガラス包囲体を準備することは、特定のサイズ(例えば、特定の内径および/または特定の外径)を有する毛細管を選択および/または準備することを含み得、その結果、先細中間信号ファイバおよび複数のポンプファイバを含む糸束は、毛細管の内部部分に挿入されることができる(例えば、先細中間信号ファイバおよび複数のポンプファイバが非融着束構成で配置されるとき)。例えば、プロセスは、先細り状中間信号ファイバと、非融着束構成に配置された複数のポンプファイバとを含む糸束の外径よりも大きい内径を有する毛細管を選択および/または準備することを含み得る。さらに、図2Bに示されるように、ガラス包囲体を準備することは、(例えば、二酸化炭素(CO2)レーザー、ガラスエッチングクリーム、および/または他の好適な技術を使用して)ガラス包囲体上にCLSを形成することを含み得る。図2Bにさらに示され、参照番号240によって、ガラス包囲体は、開始チューブ構造(例えば、「開始包囲体」)を形成するように先細にされてもよい。例えば、ガラス包囲体を先細り状にするために、加熱および/または力(例えば、引張力)をガラス包囲体の中央部分に加えてもよく、これにより、毛細管が腰部を有することがある。腰部は、先細り状ではないガラス包囲体の端部の内径よりも小さく、先細り状中間信号ファイバ及び複数のポンプファイバを含む糸束の外径よりも大きい内径を有してもよい。

【0031】

図2C、および参照番号250に示すように、図2Aを参照して上述したように形成された複数のポンプファイバおよび1つ以上の信号ファイバを含むファイバ束を、図2Bを参照して上述したように形成された開始包囲体に供給することができる。例えば、ファイバ束は、ファイバ束に含まれる複数のポンプファイバ及び信号ファイバがガラス包囲体の腰部に挿入されるように、先細りガラス包囲体に供給されてもよい。このようにして、複数のポンプファイバ及び信号ファイバは、ガラス包囲体及びガラス包囲体のウエスト内に配置することができる。さらに、複数のポンプファイバおよび信号ファイバは、ガラス包囲体の腰部内に配置されるとき、非融着束構成で配置されてもよい。

【0032】

図2Cおよび参照番号260にさらに示されるように、ガラス包囲体およびガラス包囲体内に配置されたファイバ束は、次いで、所望の寸法まで先細り状にされ得る。例えば、加熱及び/又は力(例えば、引張力)が、ガラス包囲体の1つ以上の部分に加えられてもよく、その中に、複数のポンプファイバ及び中間信号ファイバが配置される。特定の例では、図2Cに示されるように、ガラス包囲体の腰部の1つ以上の部分は先細り状であり、これにより、複数のポンプファイバの1つ以上の対応する部分と、ガラス包囲体の先細り状部分内に配置された信号ファイバとが先細り状になる。いくつかの実装形態では、先細りリングの結果として、複数のポンプファイバのウエストおよび1つ以上の対応する部分は、融着して、部分的に融着された束構成または完全に融着された束構成を形成し得る。

【0033】

図2Dに示されているように、また、参照番号270により、ガラス包囲体と、ガラス包囲体内に配置された先細り付き糸束とは、ガラス包囲体のウエストに沿った劈開点において劈開することができる。このようにして、ポンプ信号結合器の出力端を形成することができる。さらに、いくつかの実装形態では、(たとえば、ウェットエッチング技法、反応性イオンエッチング技法、および/または別のエッチング技法などの1つ以上のエッチング技法を使用して)ガラス包囲体の一部分がエッチングされ得る。例えば、エッチングされたガラス包囲体の部分は、ガラス包囲体の出力端を含むガラス包囲体の部分であってよい。注目すべきことに、ガラス筐体の部分をエッチングすることは、ガラス筐体のエッチングされた部分内に配置されたファイバ束の部分に影響を及ぼさないことがある(例えば、ガラス筐体のエッチングされた部分内に配置されたファイバ束の部分はエッチングされていない)。

【0034】

図2Dにさらに示されるように、参照番号280によって、束は、次いで、出力ファイバに接合され得、出力ファイバは、双方向先細り中間信号ファイバ内を伝播する信号光を受信するためのコアと、コアを囲むクラッドとを含み、双方向先細り中間信号ファイバを囲む複数のポンプファイバ内を伝播するポンプ光を受信する。いくつかの実装形態では、束を出力ファイバにスプライシングした後、ポンプ信号結合器は適切にパッケージングされ得る。さらに、いくつかの実装形態では、出力ファイバは、ポンプ信号結合器をパッケージングする前に、所与のアプリケーションに必要な程度まで、エッチングされ、先細り状にされ、または他の方法で処理され得る。

【0035】

上述のように、図2A～図2Dが一例として提供される。他の実施例は、図2A～2Dに関して説明したものと異なってもよい。例えば、本明細書に記載されるように、ポンプ信号結合器は、ガラス包囲体なしで製造されてもよく、その場合、糸束は、出力ファイバにねじられ、融着され、先細り状にされ、接合されてもよい。

【0036】

図3は、双方向に先細にされた信号ファイバ(例えば、図1に関して本明細書に記載され、かつ/または図2A～2Dに関して本明細書に記載されたプロセスに従って製造されたポンプ信号結合器)を有する1つ以上のポンプ信号結合器310を含む光学系300の例示的な実装形態を示す。図3にさらに示されるように、光学系は、レーザ源320、発振器330、1つ以上の増幅器340、および/またはレーザ出力350の1つ以上のセットを含むことができる。いくつかの実装形態では、光学系300は、MOPA構成を含み得る。

【0037】

図3に示すように、(例えば、第1の入力サブシステムに対応する)第1の組のレーザ源320-1は、信号光を提供するように構成された1つ以上のレーザ源と、第1のポンプ光を提供するように構成された複数のレーザ源とを含むことができ、信号光およびポンプ光は、第1の組のレーザ源320-1と出力ファイバとの間に配置された第1のポンプ信号結合器310-1に、エンドポンピングまたはフォワードポンピング構成で提供される。例えば、本明細書で説明するように、出力ファイバは、信号光を運ぶように構成された1つ以上のコアと、ポンプ光を運ぶように構成された、コアを囲むクラッドとを含み得る。したがって、第1のポンプ信号結合器310は、第1の組のレーザ源320-1によって提供される信号光とポンプ光とを結合して、第1の結合信号ビームを(たとえば、本明細書の他の箇所に記載されるのと同様の方法で)形成することができる。

【0038】

いくつかの実装形態では、第1のポンプ信号結合器310-1は、第1の結合信号ビームを発振器330に提供し得、それは、第1の結合信号ビームを第2のポンプ信号結合器310-2(たとえば、カスケード式ポンピング構成で構成される)に提供し得る。例えば、図3に示されるように、第2の組のレーザ源320-2は、第2のポンプ信号結合器310-2に第2のポンプ光を提供するように構成され得、第2のポンプ光は、第1の結合信号ビームと第2のポンプ光とを結合して、第2の結合信号ビームを形成し得る。第2のポンプ信号結合器310-2は、第2の結合された信号ビームを1つ以上の増幅器340に提供することができ、それは、第2の結合されたビームを増幅し、第2の結合された信号ビームを第3のポンプ信号結合器310-3(たとえば、逆ポンピング構成または逆ポンピング構成で構成される)に提供することができる。例えば、図3に示されるように、第3の組のレーザ源320-3は、第3のポンプ光(例えば、第2の合成信号ビームの伝播方向とは反対方向に伝播する)を第3のポンプ信号結合器310-3に提供するように構成され得、それは、第2の合成信号ビームと第3のポンプ光とを結合して第3の合成信号ビームを形成し、第3の合成信号ビームをレーザ出力350に提供し得る(例えば、第3の合成信号ビームを光学系300のターゲットに向けて放出し得る)。

【0039】

上記のように、図3は、一例として提供される。他の実施例は、図3に関して説明したものとは異なる場合がある。図3に示される装置の数および配置は、一例として提供される。実際には、図3に示されるものよりも追加の装置、より少ない装置、異なる装置、または異なるように配置された装置が存在し得る。さらに、図3に示される2つ以上の装置は、単一装置内に実装されてもよく、または図3に示される単一装置は、複数の分散装置として実装されてもよい。加えて、または代替として、図3に示される装置のセット(たとえば、1つ以上の装置)は、図3に示される装置の別のセットによって実行されるものとして説明される1つ以上の機能を実行し得る。

【0040】

図4は、双方向先細り信号ファイバを含むポンプ信号結合器を製造することに関連する例示的なプロセス400のフローチャートである。いくつかの実装形態では、図4の1つ以上のプロセスブロックは、製造システム(たとえば、図2A～2Dに示される例示的なプロセスに従ってポンプ信号結合器を製造するように構成されたシステム)によって実行される。いくつかの実装形態では、図4の1つ以上のプロセスブロックは、製造システムとは別個の、または製造システムを含む別のデバイスまたはデバイスのグループによって実行される(たとえば、増大先細り部を有する信号ファイバを準備する、先細り付き毛細管を準備する、などのように構成される別のシステムまたはサブシステム)。

【0041】

図4に示されるように、プロセス400は、ファイバ束を、ファイバ束に適合するようにサイズ決めされた第1の腰部を備えるガラス包囲体に挿入することを含むことができ、ファイバ束は、複数のポンプファイバと、複数のポンプファイバによって囲まれ、入力コア直径を有する入力部と、入力コア直径から最大値までコア直径が増加する、入力部に隣接する第1の先細り部とを備える信号ファイバとを備える(ブロック410)。例えば、製造システムは、ファイバ束を、ファイバ束に適合するようにサイズ決めされた第1のウエストを備えるガラス包囲体130に挿入することができ、ファイバ束は、複数のポンプファイバ110と、複数のポンプファイバ110によって囲まれ、入力コア直径を有する入力部152と、入力部152に隣接し、上述のように、入力コア直径から最大値までコア直径が増加する第1の先細り部156-1とを備える信号ファイバ150とを備える。

【0042】

図4にさらに示されるように、プロセス400は、ガラス包囲体の一部分と、ガラス包囲体内に配置されたファイバ束の一部分とを先細りにする段階を含むことができ、ガラス包囲体の一部分と、ガラス包囲体内に配置されたファイバ束の一部分とを先細りにすることによって、信号ファイバは、出力コア直径を有する出力部と、出力部に隣接する第2の先細り部さらに備え、出力部において、コア直径は、最大値から出力コア直径まで減少する(ブロック420)。例えば、製造システムは、ガラス包囲体130の一部分と、ガラス包囲体130内に配置された糸束の一部分とを先細にすることができ、ガラス包囲体130の一部分と、ガラス包囲体130内に配置された糸束の一部分とを先細にすることによって、信号ファイバ150は、出力コア直径を有する出力部154と、出力部154に隣接し、上述のように、コア直径が最大値から出力コア直径に減少する第2の先細り部をさらに備える。

【0043】

図4にさらに示すように、プロセス400は、第1の腰部でファイバ束を切断することを含むことができる(ブロック430)。例えば、製造システムは、上述のように、第1のウエストでファイバ束を切断することができる。

【0044】

図4にさらに示すように、プロセス400は、ファイバ束を出力ファイバに接合することを含むことができる(ブロック440)。例えば、製造システムは、上述のように、ファイバ束を出力ファイバ140に接合することができる。

【0045】

プロセス400は、以下で説明される実装の任意の単一の実装または任意の組合せなどの追加の実装を含むことができ、および/または本明細書の他の場所で説明される1つ以上の他のプロセスに関連して含むことができる。

【0046】

第1の実施形態では、プロセス400は、クラッドによって囲まれたコアを備える光ファイバーをストリッピングすることと、光ファイバーのコアが最大値に等しい直径を有することと、入力コア直径に一致するようにコアの直径が低減される第2の腰部を有するように光ファイバーを先細りすることと、第2の腰部で光ファイバーを劈開して第1の先細り部を形成することと、第1の先細り部を入力部にスプライシングして信号ファイバを形成することとを含む。

【0047】

第2の実施形態では、単独で、または第1の実施形態と組み合わせて、プロセス400は、ガラス包囲体の表面上にクラッド光ストリッパを形成することと、第1の腰部を形成するためにガラス包囲体の中央部分を先細り状にすることとを含む。

【0048】

第3の実施態様では、単独で、または第1および第2の実施態様のうちの1つ以上と組み合わせて、プロセス400は、ガラス包囲体の1つ以上の部分をエッチングすることを含む。

【0049】

第4の実施形態では、単独で、または第1～第3の実施形態のうちの1つ以上と組み合わせて、入力コア直径は、出力コア直径に等しく、信号ファイバの入力部および信号ファイバの出力部は、異なる開口数を有する。

【0050】

第5の実施形態では、単独で、または第1～第4の実施形態のうちの1つ以上と組み合わせて、信号ファイバの入力部および信号ファイバの出力部は等しい開口数を有し、入力コア直径は出力コア直径とは異なる。

【0051】

第6の実施形態では、単独で、または第1～第5の実施形態のうちの1つ以上と組み合わせて、信号ファイバは、最大値に等しい均一なコア直径を有する、第1の先細り部と第2の先細り部との間に設けられた中間部をさらに備える。

【0052】

第7の実施態様では、単独で、または第1～第6の実施態様のうちの1つ以上と組み合わせて、ガラス包囲体は、毛細管を備える。

【0053】

図4は、プロセス400の例示的なブロックを示すが、いくつかの実装形態では、プロセス400は、図4に示されるものよりも追加のブロック、より少ないブロック、異なるブロック、または異なるように配置されたブロックを含む。加えて、または代替として、プロセス400のブロックのうちの2つ以上は、並列に実行され得る。

【0054】

前述の開示は、例示および説明を提供するが、網羅的であること、または開示される厳密な形態に実装を限定することを意図するものではない。修正および変形は、上記の開示に照らしてなされてもよく、または実装の実施から獲得されてもよい。さらに、前述の開示が、1つ以上の実装が組み合わされ得ないという理由を明示的に提供しない限り、本明細書で説明される実装のいずれかが組み合わされ得る。

【0055】

特徴の特定の組合せが特許請求の範囲に記載され、かつ/または本明細書に開示されているが、これらの組合せは、様々な実装形態の開示を限定することを意図するものではない。実際、これらの特徴の多くは、特許請求の範囲に具体的に記載されていない、および/または本明細書に開示されていない方法で組み合わせることができる。以下に列挙される各従属請求項は、1つの請求項のみに直接依存し得るが、様々な実装形態の開示は、請求項セット中の他のすべての請求項と組み合わせて各従属請求項を含む。本明細書で使用するとき、項目のリスト「のうちの少なくとも1つ」を指す句は、単一部材を含む、それらの項目の任意の組合せを指す。一例として、「a、b、またはcのうちの少なくとも1つ」は、a、b、c、a-b、a-c、b-c、およびa-b-c、ならびに同じ項目の倍数との任意の組合せを包含することが意図される。

【0056】

本明細書で使用される元素、行為、または命令は、そのように明示的に記載されない限り、重要または必須であると解釈されるべきではない。また、本明細書で使用されるとき、不定冠詞「a」および「an」は、1つ以上の項目を含むことが意図され、本明細書で使用されるとき、冠詞「the」は、冠詞「the」に関連して参照される1つ以上の項目を含むことが意図され、「the 1つ以上」と互換的に使用され得る。さらに、本明細書で使用されるとき、用語「set」は、1つ以上の項目(例えば、関連する項目、無関係な項目、または関連する項目と無関係な項目の組合せ)を含むことが意図され、「1つ以上」と互換的に使用され得る。また、本明細書で使用するとき、用語「有する(has)」、「有する(have)」、「有する(having)」などは、限定のない用語であることが意図される。さらに、「～に基づく」という語句は、特に明記しない限り、「～に少なくとも部分的に基づく」ことを意味するものとする。また、本明細書で使用される場合、用語「または」は、連続して使用される場合に包括的であることが意図され、明示的に別段の定めがない限り(例えば、「いずれか」または「一方のみ」と組み合わせて使用される場合)、「および/または」と互換的に使用され得る。さらに、「下」、「下」、「上限」、「上限」などの空間的に相対的な用語は、本明細書では、説明を容易にするために、図に示されるように、1つの要素または特徴と別の要素または特徴との関係を説明するために使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示される方位に加えて、使用または動作中の装置、デバイス、および/または元素の異なる方位を包含することが意図される。装置は、他の方位(90度回転されるか、または他の方位)であってもよく、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子は、同様に、それに応じて解釈されてもよい。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【外国語明細書】