| 主权项 |
1.一种活性光子频带间隙光纤,其包含:带状间隙导引区域,其具有中空空隙,光线藉由带状间隙效应导引于该中空空隙内;位于相邻于中空空隙之微结构以提升光线导引;以及多种主动性增益材料位于中空空隙及微结构间之界面区域以对导引光线提供主动性增益。2.依据申请专利范围第1项之光纤,其中微结构包含光子晶体波导以及界面区域,其包含掺杂主动性材料之讯号及泵运重叠部份,其空间性地重叠波导之导引模,其中光子晶体波导包含:介电质限制区域,其围绕着波导中心轴,限制区域由具有至少一个光子带状间隙之光子晶体所构成,在操作过程中限制区域导引第一频率范围内之电磁(EM)辐射线以沿着波导中心轴传播为第一导引模以沿着波导中心轴传播泵运能量;以及位于介电质限制区域之讯号及泵运重叠部份中多种主动性增益材料吸收泵运能量及储存泵运能量为位能来源以作为讯号能量之激励以在第二频率下以第二导引模形式发射电磁能量以空间性地与第一导引模重叠,使得在至少一个光子带状间隙区域及中空空隙间之界面所界定出表面与讯号及泵运重叠以及与中空空隙相关状态重叠,该中空空隙维持至少一个表面模传播于该界面处。3.依据申请专利范围第2项之光纤,其中更进一步包含激励光源,其施加于半径在大于中空空隙半径1.0-3.0倍范围内之界面区域,以促使界面区域发射电磁辐射线,其中激励光源构造将产生第二频率之第二导引模的光学增益。4.依据申请专利范围第1项之光纤,其中微结构具有多个孔径以产生填充空隙比例在0.4至1.0范围内。5.依据申请专利范围第4项之光纤,其中微结构由主动性光子带状间隙光纤所构成以提供至少一个光学模之光学增益,其频谱与至少一个带状间隙之至少一部份重叠,光子带状间隙光纤具有间距及孔隙,其体积比例在光子带状间隙晶体之44%至98%范围内以及更进一步具有:中空空隙以提供缺陷,其具有围绕着一个平面断面之边界以及垂直于平面断面之长度尺寸,缺陷边界具有一特征数値;其中选择特征数値使得由缺陷产生之局部模的传播波长在光子带状间隙波长范围内,以及选择该缺陷特征数値与间距之比値以与光子带状间隙内表面模之激励产生相互作用。6.依据申请专利范围第1项之光纤,其中微结构由主动性周期性具有平面周期之第一周期的二维性介电质结构所构成,其包含主动性元素及组构成产生具有第一带状间隙区域之周期性带状间隙;以及主动性周期性二维性介电质结构藉由激励光源光学地泵运以在垂直于周期性平面之方向提供第一带状间隙区域波长之光学增益。7.依据申请专利范围第6项之光纤,其中更进一步包含:第二周期之第二周期性结构相邻于主动性周期结构平面中作为第二带状间隙以限制光能。8.依据申请专利范围第7项之光纤,其中中空空隙提供缺陷于主动周期结构内以形成至少一个光子缺陷状态于第一频带间隙区域内,使得产生相当于缺陷状态之频率的放大。9.依据申请专利范围第8项之光纤,其中主动性元素属于主动性气体,稀土族元素或过渡金属元素之种类,其位于第一周期性结构之讯号及泵运重叠部份。10.依据申请专利范围第9项之光纤,其中由周期性结构之讯号及泵运重叠部份界定出表面位于至少一个带状间隙之光场内以及缺陷维持至少一个表面模,其与结构之讯号及泵运重叠部份中至少一种主动性元素重叠。图式简单说明:第一图为依据本发明之主动性掺杂单一光子带状间隙晶体光纤之断面图,其具有等向性之圆形断面。第二图显示出本发明两个带状间隙之光子带状间隙晶体光纤,其具有异向性例如在两个光子带状间隙中之断面形状及不同洞孔尺寸。第三图显示出本发明光子带状间隙晶体光纤使用作为光纤雷射。第四图为本发明具有圆形断面缺陷之缺陷内传播光线模的能量比例与间距比値之关系曲线图。第五图为本发明主动性掺杂之单一光子带状间隙晶体光纤的断面示意图,其具有圆形断面及缺陷半径大于图1情况。第六图为本发明主动性掺杂之单一光子带状间隙晶体光纤之断面示意图,其具有圆形断面及缺陷半径大于图5情况。第七图为本发明光子带状间隙晶体光纤之示意图,其具有六边形断面之缺陷。第八图为本发明光子带状间隙晶体光纤之示意图,其具有六边形断面之缺陷,其半径大于图7情况。第九图为本发明光子带状间隙晶体光纤之示意图,其具有六边形断面之缺陷,其半径大于图8情况。第十图为本发明具有六边形断面缺陷之缺陷内传播光线模的能量比例与间距比値之关系曲线图。第十一图为计算之输出,其显示本发明第十五图双包层光子带状间隙光纤构造中空气心蕊导引。第十二图为计算之输出,其显示本发明第十五图双包层光子带状间隙光纤构造中内侧包层导引模。第十三图显示出环带内模功率部份,该环带界定出光子带状间隙晶体中讯号及泵运重叠部份,该晶体具有缺陷作为多模传播,其大部份能量在缺陷内以及作为重叠心蕊及内侧包层模之表面模,以及外侧包层模。第十四图为本发明光子带状间隙光纤之标准化频率与标准化传播系数之曲线图。第十五图为本发明两个光子带状间隙之光子带状间隙晶体光纤断面之光纤模分布,其具有例如两个带状间隙中不同洞孔尺寸及菊花形状异向性之缺陷,看来为不同的网状厚度。第十六图为光线透射曲线图,为本发明第十五图主动性光纤泵运及讯号第一种重叠波长之函数。第十七图为光线透射曲线图,为本发明第十五图主动性光纤泵运及讯号第二种重叠波长之函数。第十八图显示出并不具有表面模之带状间隙区域。第十九图显示出本发明在带状间隙区域内所需要的表面模交互作用。第二十图显示出本发明在带状间隙区域内表面模交互作用所需要之上限。第二十一图为本发明使用第十六图及第十七图主动性光纤设计频带间隙曲线图,其为频率及空气或填充空隙比例之函数。第二十二图为双光子带状间隙Bragg光纤断面示意图,其具有同心圆层包层结构围绕着大的中央心蕊。第二十三图为双光子带状间隙Bragg光纤断面示意图放大图,其显示出对最内侧包层之扰动,其在心蕊-包层界面处维持表面模。 |
