如小于10m，例如小于5m，例如小于2m，例如小于lm，例如小于 0· 75m，例如小于0· 5m，例如小于0· 3m，例如小于0· lm。
[0056] 在一个实施例中，L1的长度小于150m，例如小于100m，例如小于50m，例如小于 30m，例如小于20m，例如小于10m，例如小于5m，例如小于2m，例如小于lm，例如小于0. 75m， 例如小于0. 5m，例如小于0. 3m。然而如上所述，优选相对较低的梯度以有效地耦合孤波和 DW。因而，在一个实施例中，L1的长度大于0. 3m，例如大于0. 75m，例如大于lm，例如大于 I. 5m，例如大于2m，例如大于3m，例如大于4m，例如大于5m，例如大于6m，例如大于7m，例如 大于8m，例如大于9m，例如大于10m，例如大于13m，例如大于15m，例如大于17m，例如大于 20m。这里，在一个实施例中，用于比较"小于"和"大于"的上述值可组合以形成区间。
[0057] 在一个实施例中，用于LJP L 2的上述值可与上述的梯度进行组合。
[0058] 在一个实施例中，第一和第二锥体段的长度不同，可由方程式L2= y · L1来表示 长度的不同，其中y小于1，例如小于约〇. 9,例如小于约0. 8,例如小于约0. 7,例如小于约 0. 6,例如小于约0. 5,例如小于约0. 4,例如小于约0. 3,例如小于约0. 25,例如小于约0. 2， 例如小于约0. 15,例如小于约0. 1，例如小于约0. 05,例如小于约0. 04,例如小于约0. 03,例 如小于约0. 02,例如小于约0. 01，例如小于约0. 005,例如小于约0. 002,例如小于约0. 001， 例如小于约0. 0005。
[0059] 第二锥体段可逐渐变粗至一尺寸，从而光纤可相对容易地耦合至诸如其他光纤或 光纤器件。
[0060] 第一和第二锥体段具有不同长度的一个优点在于当设置为生成宽带光的栗浦光 信号传输通过例如纤芯直径减少的锥体段时，当纤芯直径在诸如数米的较长的逐渐变细段 上减少时，例如电磁光谱的蓝光部分的波长的较短波的光的生成可更加有效。然而，发明者 已认识到，原始纤芯直径在第二锥体段上的较长的逐渐变粗可导致例如在第一锥体段上生 成的宽谱信号的例如色散相关的时间展宽。发明者进一步地发明出用于实现具有较长逐渐 变细段及其之后的非常短的逐渐变粗段的光纤的方法和设备。
[0061] 相较于现有技术中先剥去光纤的覆层，再在拉锥站上锥化，然后再覆层的锥体，本 发明的设备可提供直接在锥形光纤上覆层的优点。本发明的设备和方法在制备光纤时直接 进行锥化，因而无需在所谓拉锥站上制备光纤锥体的一些现有技术方法中所必需的诸如剥 皮和再覆层的后处理步骤。
[0062] 纤芯区域可为被具有不同有效折射率的包层区域包围的单材料纤芯，例如氧化硅 纤芯。
[0063] 在一个实施例中，在所述第一锥体段上使纤芯区域逐渐变细，从所述第一纵向位 置上的第一纤芯面积A/变至所述锥腰上的锥腰纤芯面积A w，且在所述第二锥体段上使纤芯 区域逐渐变粗至所述第二纵向位置上的第二纤芯面积A2。锥腰纤芯面积可以是沿锥形段的 最小横截面纤芯面积。
[0064] 在微结构光纤中，纤芯面积可定义为设置为直接围绕纤芯的光纤单元的内切圆的 面积。
[0065] 在一个实施例中，光纤包括输入端和输出端。纤芯区域在该输入端可具有输入纤 芯面积A in，在该输出端可具有输出纤芯面积Α_。
[0066] 在一个实施例中，Ain基本上等于A _。
[0067] 在一个实施例中，Ain大于A _。
[0068] 在一个实施例中，Ain小于A _。。
[0069] 光纤在所述输入端的外直径可基本上等于所述光纤在所述输出端的外直径。
[0070] 在本发明中，除非另有说明，光纤的"外直径"这一术语指不包括任何保护覆层的 最外侧包层的最大横截面尺寸。一些情况下，术语"包层直径"可用于表示该直径。
[0071] 光纤可包括布置在所述输入端和所述锥形段之间的输入段，和/或布置在所述锥 形段和所述输出端之间的输出段。
[0072] 在一个实施例中，一段光纤布置在输入端和第一纵向位置之间。该段的长度可 大于约〇· 01mm，例如大于0· 1mm，例如大于0· 5mm，例如大于1mm，例如大于5mm，例如大于 10mm，例如大于20mm，例如大于50mm，例如大于100mm。
[0073] 在一个实施例中，一段光纤布置在第二纵向位置和输出端之间。该段的长度可 大于约〇· 01mm，例如大于0· 1mm，例如大于0· 5mm，例如大于1mm，例如大于5mm，例如大于 10mm，例如大于20mm，例如大于50mm，例如大于100mm。
[0074] 这些输入和输出段都可包括所述特征值基本不变的段和/或其中光纤具有诸如 布置在第一锥体段之前的前锥体段和/或布置在所述第二锥体段之后的后锥体段的段，其 中前锥体段和后锥体段中，所述特征值可变化。
[0075] 光纤可由锥体段组成，即锥体段可从光纤的输入端延伸至输出端。
[0076] 在一个实施例中，包层区域在所述第一长度上从第一包层面积逐渐变细至锥 腰包层面积Aa w和/或在所述第二长度上逐渐变粗至第二包层面积A 。
[0077] 逐渐变细和逐渐变粗可实施为在锥形段的两端的所述特征值基本相同。在一个实 施例中，第一纤芯面积基本等于所述第二纤芯面积。在一个实施例中，第一包层面积基本 等于所述第二包层面积。在一个实施例中，基本等于指的是相差小于30 %，例如相差小于 20%，例如相差小于10%，例如相差小于5%，例如相差小于1%。
[0078] 锥腰可大体上定位于沿光纤纵向的一个点上。当第一和第二锥体段布置为基本在 方向上彼此连续时，可获得这种定位的锥腰。
[0079] 锥腰可被包含在锥腰段上，其在腰长Lw上沿锥形光纤的纵轴延伸，锥腰段布置在 第一锥体段和第二锥体段之间。特征可具有最小值或在大部分所述锥腰段上基本等于其的 值，从而在大部分所述锥腰段上的特征值的变化可小于所述特征值在所述锥腰中的最小值 的约25%，例如小于约15%，例如小于约10%，例如小于约8%，例如小于约5%，例如小于 约2%，例如小于约1%，例如所述特征沿所述大部分锥腰段长度是不变的。所述大部分为 至少约50%，例如至少约60%，例如至少约70%，例如至少约80%，例如至少约90%，例如 至少约95%，例如100%的锥腰段。这种锥腰段可称为均匀锥腰段。
[0080] 在一个实施例中，锥腰段大体上为锥形结构中的一个点，例如当锥体长度与锥腰 段中光纤的外直径相当时。锥腰段的长度可小于约1mm，例如小于约〇· 5mm，例如小于约 0· 2謹，例如小于约0· 1麵。
[0081] 在一个实施例中，锥腰段长度Lw大于约0· 001m，例如大于0· 01m，例如大于0· lm， 例如大于0. 2m，例如大于0. 3m，例如大于0. 5m，例如大于lm，例如大于2m，例如大于5m，例 如大于l〇m，例如大于20m，例如大于35m，例如大于50m，例如大于100m，例如大于200m。锥 腰段长度可小于约l〇km，例如小于约5km，例如小于约lkm。
[0082] 对于根据本发明的光纤的许多应用中，光纤为非线性光纤。这种光纤已知用于展 现较大的非线性效应，例如在宽带光源中的SCG中是有用的，例如白光光源。
[0083] 在一个实施例中，对于波长为1064纳米的信号，在所述输入端的纤芯区域的非线 性系数大于约0. 5W 1Icm \例如大于约IW 1Icm \例如大于约2W 1Icm \例如大于约5W 1Icm \例 如大于约8W 1Icm \例如大于约IOW 1Icm \例如大于约12W 1Icm \例如大于约15W 1Icm \例如 大于约20W 1Icm \例如大于约25W 1Icm \例如大于约50W 1Icm \例如大于约75W 1Icm \例如大 于约100W 1Icm \例如大于约150W 1Icm \例如大于约200W 1Icm \例如大于约250W 1Icm \例如 大于约400W 1Icm、在一个实施例中，对于波长为1064纳米的信号，在所述输入端的纤芯区 域的非线性系数小于约400W 1Icm \例如小于约250W 1Icm \例如小于约150W 1Icm \例如小于 约100W 1Icm \例如小于约50W 1Icm \例如小于约25W 1Icm \例如小于约IOW 1Icm \例如小于约 5W 1Icm \例如小于约IW 1Icm ^上述"小于"和"大于"值可组合以形成区间。
[0084] 在一个实施例中，对于波长为1064纳米的信号，在所述锥腰的纤芯区域的非线性 系数大于约〇. 5W 1Icm \例如大于约IW 1Icm \例如大于约2W 1Icm \例如大于约5W 1Icm \例如 大于约8W 1Icm \例如大于约IOW 1Icm \例如大于约12W 1Icm \例如大于约15W 1Icm \例如大 于约20W 1Icm \例如大于约25W 1Icm \例如大于约50W 1Icm \例如大于约75W 1Icm \例如大于 约100W 1Icm \例如大于约150W 1Icm \例如大于约200W 1Icm \例如大于约250W 1Icm \例如大 于约400W 1Icm ^在一个实施例中，对于波长为1064纳米的信号，在所述锥腰的纤芯区域 的非线性系数小于约400W 1Icm \例如小于约250W 1Icm \例如小于约150W 1Icm \例如小于约 100W 1Icm \例如小于约50W 1Icm \例如小于约25W 1Icm \例如小于约IOW 1Icm \例如小于约 5W 1Icm \例如小于约IW 1Icm ^上述"小于"和"大于"值可组合以形成区间。
[0085] 在一个实施例中，有利的是在输入端具有较低的非线性，通常与大纤芯关联以利 于容易地耦合至光纤，在锥腰处具有大的非线性以增加非线性特性。在一个实施例中，光纤 是包含至少沿着部分光纤长度的微结构的微结构光纤，所述微结构包含多个微结构单元。 微结构可至少部分地保持为沿所述第一锥体段的至少一部分和/或沿所述第二锥体段的 至少一部分和/或沿所述锥腰段的至少一部分。
[0086] 微结构可包含不同类型的微结构单元，例如包含具有与单元所嵌入的背景材料的 折射率不同的折射率的材料的单元。微结构单元可包括气孔和/或相对于背景材料上掺杂 (up-doped)和/或下掺杂（down-doped)的材料，例如掺杂有诸如F、Ge、P、B或它们的组合 的折射率改变材料的氧化硅材料。
[0087] 至少部分地由于微结构，光纤的折射率曲线可使得纤芯区域传导光线。布置在包 层区域中的微结构用以提供纤芯区域和包层的微结构部分之间的折射率差，所述折射率差 至少约1 · 10 3,例如至少约2 · 10 3,例如至少约5 · 10 3,例如至少约1 · 10 2,例如至少约 2 · 10 2,例如至少5 · 10 2,例如至少约I · 10 1C3
[0088] 微结构单元可包括多个具有第一最大横截面尺寸的第一类型单元，例如第一单元 直径df，所述第一类型单元被布置在基本上周期性的格子中，具有间距Λ，被定义为两个相 邻单元之间中心-中心的距离等于Λ。
[0089] 在一个实施例中，第一锥体段和/或第二锥体段和/或锥腰段被布置为使得所述 第一单元直径和所述间距之间的比值d f/ Λ沿着第一锥体段和/或第二锥体段和/或锥腰 段大体上是不变的。
[0090] 对于其中较强的限制是有利的应用，气孔的相对尺寸可相对较大，从而df/ Λ较 大，而一些情况下，优选较低的比值，例如以在具有大模面积的光纤中提供单模工作。基于 该应用，至少沿部分所述光纤的比值d f/ Λ可在约0. 3至约0. 95的范围内，例如在约0. 4 至约0. 9的范围内，例如在约0. 5至约0. 8的范围内。在一个实施例中，由于df/ Λ小于约 0. 42,从而光纤对所有的波长都是单模的。在一个实施例中，优选地光纤对栗浦波长是单 模的，通常栗浦波长为l〇64nm，这意味着d f/ Λ小于约0. 52。在一个实施例中，至少在输入 端的这些值例如用于控制栗浦光是否耦合入高阶模，基于应用这或许是需要的或是不需要 的。例如，高阶模可经历另一色散曲线和/或ZDW，从而以不同于基模光的方式生成了超连 续光谱。另一方面，在一些应用中，生成多模的超连续光谱是不合需要的。在一个实施例中， 至少在输出端上的上述d f/ Λ值例如匹配于后续光纤和/或输出光的过滤模内容。
[0091] 进一步地，较大尺寸的低折射率单元，诸如气孔，可通过群速度匹配来降低超连续 光谱的蓝边波长。
[0092] 在所述第一锥体段中的逐渐变细可降低所述间距，使得所述锥腰段中的间距与所 述第一纵向位置处的间距之间的比值小于约〇. 9,例如小于约0. 8,例如小于约0. 7,例如小 于约0. 6,例如小于约0. 5,例如小于约0. 4,例如小于约0. 3,例如小于约0. 2,例如小于约 0· 1〇
[0093] 在一个实施例中，锥腰纤芯面积和第一纤芯面积之间的比值在约0. 05至约0. 8的 范围内，例如在约〇. 1至约〇. 7的范围内，例如在约0. 15至约0. 6的范围内，例如在约0. 2 至约0.5的范围内，例如在约0.25至约0.4的范围内。
[0094] 光纤的不同段的长度可设置为所述锥腰段的长度Lw小于所述第一锥体段L i的长 度。所述锥腰段Lw的长度可大于、小于或基本上等于所述第二锥体段L 2的长度。
[0095] 在一个实施例中，锥腰的纤芯面积小于约20 μ m2,例如小于约15 μ m2,例如小于约 12 μ m2,例如小于约10 μ m2,例如小于约8 μ m2,例如小于约6 μ m2,例如小于约5 μ m2,例如小 于约4 μ m2,例如小于约3 μ m2,例如小于约2 μ m2,例如小于约1 μ m2。
[0096] 纤芯区域支持纤芯基模，在所述第一纵向位置和/或所述锥腰和/或所述输入端 可具有约300nm至约3000nm范围内的零色散波长λ ZDW，例如在约300nm至约2600nm范 围内，例如在约300nm至约2200nm范围内，例如在约450nm至约1800nm范围内，例如在约 600nm 至约 1600nm。
[0097] 在一个实施例中，零色散波长在第一锥体段中降低和/或在所述第二锥体段中增 大。
[0098] 对于以第一波长λ 导的光，纤芯基模在所述第一纵向位置和/或所述锥腰和 /或所述输入端具有小于约20 μ m的模场半高全宽直径，例如小于约10 μ m，例如小于约 8 μ m，例如小于约6 μ m，例如小于约5 μ m，例如小于约4 μ m，例如小于约3 μ m，例如小于约 2 μ m，例如小于约1 μ m。
[0099] 在一个实施例中，第一长度大于约lm，例如大于约3m，例如大于约5m，例如大于约 8m，例如大于约10m，例如大于约15m，例如大于约20m，例如大于约30m，例如大于约50m，例 如大于约75m，例如大于约100m，例如大于约150m，例如大于约200m。
[0100] 在一个实施例中，第二长度小于约l〇m，例如小于约8m，例如小于约5m，例如小于 约4m，例如小于约3m，例如小于约2m，例如小于约I. 5m，例如小于约lm，例如小于约0. 8m， 例如小于约0. 6m，例如小于约0. 4m，例如小于约0. 2m，例如小于约0. lmD
[0101] 在一个实施例中，第一和第二锥体段的长度的和LAL2大于约lm，例如大于约2m， 例如大于约3m，例如大于约4m，例如大于约5m，例如大于约6m，例如大于约7m，例如大于约 8m，例如大于约9m，例如大于约10m，例如大于约15m，例如大于约20m，例如大于约30m，例 如大于约50m，例如大于约75m，例如大于约100m，例如大于约150m，例如大于约200m。在 一个实施例中，第一和第二锥体段的长度的和Q+L 2小于约200m，例如小于约150m，例如小 于约100m，例如小于约50m，例如小于约30m，例如小于约15m，例如小于约10m，例如小于约 9m，例如小于约8m，例如小于约7m，例如小于约6m，例如小于约5m，例如小于约4m，例如小于 约3m，例如小于约2m，例如小于约I. 5m，例如小于约lm。这里，任意组合的区间理论上都是 可能的，例如I. 5m和25m之间的长度。该和受所述光纤预制棒拉制出的光纤的整个长度限 制。同样地，通常也期望限制光纤的长度以减低成本，以及限制光纤对光纤中生成的光造成 的损耗。因而，通常最理想地将光纤长度限制为这样的长度，在其之后，光沿光纤的进一步 传播基本上不展宽光谱，且所需要的任意锥化允许光纤耦合至后续光学器件，例如光纤器 件。发明人预料若使用较长的泵浦脉冲，则所需的光纤长度将增加。因而，对几个ps的区 间中的泵浦脉冲，：U+L 2的和期望为在Im至20m范围内的最优值，例如在Im至15m范围内， 例如在Im至IOm范围内，例如在3m至IOm范围内，例如在5m至IOm范围内，例如在5m至 8m范围内D在一个实施例中，几个ps的范围被理解为从0. 5ps至750ps，例如从0. 6ps至 500ps，例如从0. 7ps至300ps，例如从0. 8ps至100ps，例如从0. 9ps至50ps，例如从Ips至 25ps。然而在一个实施例中，这种长度对于更长的脉冲是足够的，例如从0. 5ns至1000ns， 例如从0