用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法、光暗化受抑制的掺Yb光纤、以及光纤激光器

摘要

一种用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，包括：第一步骤，通过以Yb对芯进行掺杂来制备掺Yb光纤，并以高于当激光被振荡时通过光纤发射的光的能量将伽马射线、X射线或电子束中的至少一种辐射到掺Yb光纤上；第二步骤，测量在第一步骤之后所述光纤的红外区域的损耗谱，并选择特定波长下的损耗落在预定范围内的光纤；以及第三步骤，在含氢气氛中处理在第二步骤中选择的光纤，以获得光暗化受抑制的掺Yb光纤。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制在光纤激光器和光纤放大器等中使用的掺Yb光纤中的光暗化的处理方法、利用该方法处理了的光暗化受抑制的掺Yb光纤、以及以该掺Yb光纤作为光放大光纤的光纤激光器，并且特别涉及用于抑制当高输出光纤激光器使用了延长的时间段时输出功率随时间降低的光暗化的技术。本申请要求2007年4月17日提交的日本专利申请No.2007-108126的优先权，其内容通过引用合并于此。

背景技术

对于使用掺杂有镱(Yb)的光纤的光纤激光器，光暗化的抑制是一个问题。

光暗化是当光(激发光)被辐射到掺Yb光纤上时，激光器输出随着时间逐渐减小(参见非专利文献1、2和4)的一种现象。

这种随时间的变化是掺稀土光纤中掺Yb光纤特有的问题。例如，在光纤放大器中使用的掺Er光纤中，存在由于浓度猝灭导致的初始放大特性降低的问题。然而，并没有发现作为本发明主题的光暗化(即，随时间的变化)对其是一个问题。也就是说，掺Er的光纤放大器的初始放大特性的降低与作为本发明主题的光暗化是完全不同的现象。

目前尚不清楚光暗化背后的机制。然而，对于该问题有一些研究示例。以下给出关于掺Yb光纤中的光暗化的研究示例。

(研究示例1)

石英玻璃中色心的生成影响光暗化。色心的生成是永久性的损害，且吸收波长的中心在可见范围内。色心的吸收峰值在可见范围内。然而，其吸收带很宽，且吸收的边缘还对红外区域具有影响。因此，色心的生成对激发光和激光器振荡光都造成了损失，这导致光纤的功率转换效率下降(参见非专利文献3)。

(研究示例2)

如果使用相同波长的激发光，则随着激发光强度变得更强，光暗化所导致的劣化速度增大(参见非专利文献1)。

(研究示例3)

以与研究示例1相同的方式，假定色心的生成是参与因素。七个三价Yb离子在色心生成过程中参与了光致电离(参见非专利文献2)。

(研究示例4)

光暗化的起因源于光纤玻璃的硅网络受到永久性的损害。这种损害由激发光和信号光的多光子吸收处理所生成的光致电离产生。掺杂作为稀土的Yb的石英玻璃中的带隙的示例为大约5.2eV(238nm)，这小于未掺杂的石英玻璃的带隙(9eV)。由于238nm的带隙大约是激发光或信号光的波长(即，1000nm)的能量的四倍，因此显然有可能四光子吸收也发挥了作用(参见非专利文献4)。

如在研究示例1-4中的情况一样，存在推测激发光或信号光所产生的玻璃中的色心(称为缺陷)与光暗化的机制相关的许多示例。然而，在所有报告中，信息不足以使得能够明确说明光暗化的原因，并且至今还不知道任何明确的原因。而且，还不能确定可见区域中的吸收对红外区域一定具有影响。

在专利文献1中，采用了以下所说明的方法，以提高石英玻璃对紫外线的阻挡性。作为第一步骤，通过将电磁波辐射到石英物体上而生成玻璃缺陷。作为第二步骤，将其浸入氢气气氛中。

[专利文献1]日本专利公开No.2980094

[非专利文献1]“Photodarkening in Ytterbium-Doped Silica Fibers”，Proc.SPIE5990，72-81(2005)

[非专利文献2]“Population Inversion Factor Dependence ofPhotodarkening of Yb-Doped Fibers and Its Suppression by HighAluminum Doping”，T.Kitabayashi等，OFC2006，Anaheim，USA，PaperOThC5，2006

[非专利文献3]“Linear and Non-Linear Photoionization of SilicateGlasses，L.B.Glebov，Glass Science and Technology，Vol.20，No.24，1995”

[非专利文献4]“Photodarkening：Understanding and Mitigating”，LiekkiWhite Paper

发明内容

本发明要解决的问题

已公开了添加铝(Al)以及添加Yb作为抑制光暗化的手段是有效的。根据非专利文献2，随着Al掺杂浓度增大，光暗化抑制效果增强。

然而，即使掺杂了高浓度的Al，光暗化仍然没有完全消失，且尽管十分微小，光暗化仍然发生。因此，正寻找进一步抑制光暗化的手段。

随着Yb的掺杂浓度增加，光暗化所导致的输出随时间的减小变得更明显。特别是，在976nm波长下的Yb吸收率为100dB/m或更大时的光暗化尤为显著。由于制造方法的限制和折射率分布形式的限制，Yb吸收量的上限一般大约为2000dB/m。因此，在以下光纤中光暗化是个问题：在所述光纤中，Yb掺杂量被调整为使得在976nm波长下的Yb吸收率在100到2000dB/m之间。

在以下所述的示例中，利用具有光暗化明显的Yb吸收率的样本来进行效果比较。

而且，从其他观点来看，在掺杂高浓度Al时也存在问题。使用针对光纤激光器设计的掺Yb光纤作为示例，通常Yb和Al被掺杂到光纤的芯中。如果Al被掺杂到石英玻璃中，则玻璃的折射率升高。考虑到光纤激光器的特性，从激光器振荡光的光束质量的观点来看，期望以单模形成信号光(即，激光器振荡光)的发射条件。与之对照，为了获得高强度激光器振荡光，期望充分地增加光纤的模场直径，以便减小非线性光学效应。如果Al被掺杂到高浓度，则由于需要实现上述单模发射和增加模场直径，因此对期望的折射率分布的形成造成了限制。也从这个观点出发，仅将Al掺杂到高浓度是不够的，因为这只不过是产生了其它问题。

而且，在专利文献1中，说明了通过经由将电磁波辐射到石英物体上而产生玻璃缺陷、然后将该物体浸入氢气气氛中，来提高石英物体对紫外线的阻挡性。然而，在专利文献1中，没有提到掺杂了Yb的石英玻璃光纤特有的光暗化。(如专利文献1中的)没有掺杂Yb的石英玻璃物体中的紫外线劣化的问题与(如本发明中的)掺Yb光纤中的光暗化的问题完全不同。

考虑到上述情况而构思了本发明，且本发明的目的是提供一种处理方法，该处理方法使得有可能有效地抑制掺Yb光纤中的光暗化。

解决所述问题的手段

为了实现上述目的，本发明的第一方面是一种用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，所述方法包括：第一步骤，通过以Yb对芯进行掺杂来制备掺Yb光纤，并以高于当激光器振荡时通过所述光纤发射的光的能量将伽马射线、X射线和电子束中的至少一种辐射到所述掺Yb光纤上；第二步骤，在第一步骤之后测量所述光纤的红外区域的损耗谱，并选择特定波长下的损耗落在预定范围内的光纤；以及第三步骤，在含氢气氛中处理在第二步骤中选择的光纤，以获得光暗化受抑制的掺Yb光纤。

本发明的第二方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中第一步骤还包括：调节在第一步骤中辐射的伽马射线、X射线或电子束的辐射量，使得在第二步骤中，在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗落在1dB/m到100dB/m之间。

本发明的第三方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中在第一步骤中，辐射的伽马射线、X射线或电子束的总辐射量落在1×10⁴R到1×10⁷R(伦琴)的范围内。

本发明的第四方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中在第三步骤中，紧接着氢处理之后的在1240nm波长下的损耗值与脱氢之后的在1240nm波长下的损耗值之间的差是5dB/km或更大。

本发明的第五方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中在第三步骤中，在含氢气氛中执行的处理的处理条件包括以下条件：1atm或更多、80℃到100°以及60个小时或更多。

本发明的第六方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中在第二步骤中，当在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗小于1dB/m时，将所述光纤返回第一步骤，且另外地辐射伽马射线、X射线或电子束，使得在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗落在1dB/m到100dB/m之间。

本发明的第七方面是根据第一方面的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法，其中，第二步骤还包括：将在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗超过100dB/m的光纤作为有缺陷的光纤而丢弃。

本发明的第八方面是光暗化受抑制的掺Yb光纤，其中，通过根据第一方面的用于抑制光暗化的处理方法来获得所述光暗化受抑制的掺Yb光纤。

本发明的第九方面是光纤激光器，包括：根据第八方面的光暗化受抑制的掺Yb光纤，作为用于光放大的光纤。

本发明的效果

根据本发明的处理方法，有可能在不添加高浓度Al的情况下抑制掺Yb光纤中的光暗化。

根据光暗化受抑制的本发明的掺Yb光纤，有可能在不添加高浓度Al的情况下抑制光暗化，并提高光纤激光器的长期可靠性。

而且，根据光暗化受抑制的本发明的掺Yb光纤，由于不再需要添加高浓度Al，因此有可能容易地形成实现了单模发射和模场直径的扩大的期望折射率分布，且有可能提供用于激光器振荡的高性能掺Yb光纤。

根据本发明的光纤，有可能抑制光暗化并提高设备的长期可靠性。

而且，由于有可能在不添加高浓度Al的情况下抑制光暗化，因此通过使用具有期望折射率分布(其中实现了单模发射和模场直径的扩大)的光暗化受抑制的掺Yb光纤，有可能提供出色的光纤激光器，该光纤激光器具有优异的光束质量且使得可获得高输出的激光器振荡光。

通过以下给出的对本发明实施例的说明，任何本领域技术人员将清楚本发明的上述目的、作用和效果以及其它目的、作用和效果。

具体实施方式

本发明的用于抑制掺Yb光纤中的光暗化的处理方法特征在于以如下所述的方式执行掺Yb光纤的处理。

在第一步骤中，制备通过用Yb掺杂芯而形成的掺Yb光纤，且在允许传送比激光器振荡期间通过所述光纤发射的光更高的能量的条件下，将伽马射线或X射线或电子束辐射到掺Yb光纤上。

在第二步骤中，在第一步骤之后，测量光纤的红外区域中的损耗谱，选择特定波长下的损耗落在预定范围内的光纤。优选地，光纤的在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗测量结果在1dB/m到100dB/m的范围内(即，1dB/m≤损耗≤100dB/m)。更优选地，光纤的在等于或大于1150nm且等于或小于1250nm的波长下的损耗测量结果落在1dB/m到100dB/m的范围内(即1dB/m≤损耗≤100dB/m)。

在第一步骤中，伽马射线、X射线和电子束的总辐射射线量优选地在1×10⁴R到1×10⁷R(伦琴)的范围内。

在第三步骤中，紧接着氢处理之后的在1240nm波长下的损耗值与脱氢之后的在1240nm波长下的损耗值之间的差优选地为5dB/m或更多。

在第三步骤中，在含氢气氛中进行处理时的处理条件优选地包括1atm或更多、80℃到100℃以及60个小时或更多。

更优选地，如果在第二步骤中在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗测量结果小于1dB/m，则期望的是所述处理返回第一步骤，且利用另外的伽马射线、X射线或电子束再次进行辐射。而且，如果在第二步骤中在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗测量结果超过100dB/m，则期望的是光纤作为有缺陷的制品被丢弃。

在第三步骤中，在含氢气氛中处理第二步骤中选择的光纤，以获得光暗化受抑制的掺Yb光纤。

在第三步骤中，使用伽马射线、X射线或电子束进行辐射的关键点在于通过提前在掺Yb光纤上进行高能量辐射，在掺Yb光纤中引入光暗化。也就是说，通过当掺Yb光纤实际上被用作光纤激光器的光放大光纤时在激发光或信号光的波长下执行处理，以及使用比高强度光更高的能量，来产生光暗化。而且，辐射伽马射线或X射线或电子束的另一优点是有可能在大表面区域上进行辐射且可以在单个操作中对掺Yb光纤进行辐射。由于伽马射线、X射线和电子束穿过通常用作光纤的涂覆材料的UV固化树脂，因此有可能通过从光纤的侧表面进行辐射来处理芯部分。此时，没有发现伽马射线、X射线或电子束对涂覆材料的损害。与之对照，如果使用紫外线到红外线，则由于光纤的涂覆层吸收光，因此不可能有效地处理光纤的芯区域。如果提高辐射强度以到达芯，则在涂覆材料中出现劣化。因此，可考虑从光纤的端表面辐射光；然而，由于这会不允许一次处理大量掺Yb光纤，从增加成本的观点来看这不是有利的。

在第二步骤中，测量红外区域的损耗谱的目的是确定在第一步骤中故意引入的光暗化的量。由于掺Yb光纤的激发光和放大光在红外区域内，因此如果不测量红外区域的损耗谱，则不可能确定在第一步骤中引入的光暗化的量。通过进行第二步骤，有可能确定在第一步骤中是否辐射了适当量的辐射。

对于测量大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值，存在以下三个原因。

(1)在约800nm到1100nm的波长范围内，由于存在大的Yb吸收峰值，因此难以进行估计。

(2)在800nm或更小的波长区域内，由于这是比掺Yb光纤的截止波长(光纤激光器中使用的掺Yb光纤的截止波长被设计为约900nm)更短的波长范围，因此难以进行损耗谱的准确测量。

(3)在1300nm的更长一侧上的波长区域内，由于不可能测量接近激发光(即，约976nm的波长)和输出光(即，约1064nm的波长)的区域，因此不可能准确地测量光暗化的量。

由于这三个原因，通过测量大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值，有可能最准确地确定由在第一步骤中引入的光暗化所增加的掺Yb光纤的激发光和输出光的波长区域内的损耗量。

在第二步骤中，对于将大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗设置在1dB/m或更多到100dB/m或更少的范围内，存在以下两个原因。

(A)如果大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗小于1dB/m，则第一步骤中的伽马射线、X射线或电子束辐射的量不足，且没有获得光暗化抑制效果。

(B)如果大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗是大于100dB/m的损耗，则即使在第三步骤中充分地处理了氢，在第三步骤结束后在掺Yb光纤的红外区域中也存在相当大的损耗，且当激光器振荡开始时初始放大特性有所降低。

在第三步骤中，在含氢气氛中进行处理的原因是由此获得在第一步骤中故意引入光暗化的掺Yb光纤的放大特性被恢复的效果。当以这种方式处理的掺Yb光纤实际上被用作光纤激光器的光放大介质时，有可能确保不发生光暗化。其原因可能还不为人们所理解。然而，认为伽马射线、X射线或电子束的能量充分地大于光纤激光器的激发光的光子能量这一事实与其有关。也还不清楚通过对光纤的提前在氢气氛中生成光暗化的处理恢复了光暗化的原因。

示例1

通过MCVD方法将石英灰(silica soot)沉积在开始石英管的内侧，然后使用溶液掺杂方法将Yb和Al掺杂到其上。在溶液掺杂方法中，在利用AlCl₃和YbCl₃的水溶液将溶液附着到石英灰上之后，进行干燥化和脱水，然后烧结石英灰以使得其变为透明。接着，在燃烧器被移动的同时时，石英管被加热且坍缩，从而变为实心的。然后利用OVD方法使适量的石英玻璃沉积在由此获得的光纤预制件上，然后形成光纤。结果，获得了用于光纤激光器的掺Yb光纤。该掺Yb光纤的一部分在该未更改状态下用作进行比较的样本(样本(1))。

对于第一步骤，伽马射线被辐射到以上述方式制造的掺Yb光纤上。在该伽马射线辐射中，钴60(1.17MeV和1.33MeV的能量)被用作辐射射线源，且在1×10⁶R/h(伦琴每小时)的辐射射线剂量率进行两个小时的辐射，从而获得2×10⁶R(伦琴)的总伽马射线辐射量。

作为第二步骤，测量完成了第一步骤的掺Yb光纤的红外区域的损耗谱。在1150nm波长下的损耗值是44dB/m，在1200nm波长下的损耗值是40dB/m，且在1250nm波长下的损耗值是38dB/m。这些值在上述针对损耗的适当范围内(即，在1dB/m到100dB/m之间)。

注意，当在进行第一阶段之前测量掺Yb光纤的损耗谱时，发现在1150nm波长下的损耗是0.03dB/m，在1200nm波长下的损耗是0.02dB/m，且在1250nm波长下的损耗是0.02dB/m。样本(1)的损耗谱的测量结果相同，在1150nm波长下的损耗是0.03dB/m，在1200nm波长下的损耗是0.02dB/m，且在1250nm波长下的损耗是0.02dB/m。

作为第三步骤，在完成了第二步骤的掺Yb光纤上进行氢处理。在氢处理中，在氢1atm、80℃的条件下进行60小时处理，且在使得氢能够适当地扩散到芯的中心那么远的条件下进行处理。接着，停止氢处理，然后在80℃的氮气氛中处理光纤两个星期。作为结果，光纤中的氢被扩散并排放，从而从光纤中去除氢成分。从光纤中去除氢成分的目的是由于剩余的氢成分导致在1μm波长附近的光吸收。

注意，当在完成第三步骤之后测量掺Yb光纤的损耗谱时，发现在1150nm波长下的损耗是0.12dB/m，在1200nm波长下的损耗是0.1dB/m，且在1250nm波长下的损耗是0.1dB/m。

完成了伽马射线辐射、氢处理和脱氢处理的掺Yb光纤被用作示例1中的样本(即，样本(2))。

样本(1)：用于比较的样本(即，没有进行上述处理的未更改的纺成光纤(spun fiber))。

样本(2)：示例1中制备的样本(即，利用伽马射线完成了第一步骤，并完成了第二步骤和第三步骤的样本)。

针对样本(1)和(2)制备了光纤激光器，且连续振荡该光纤激光器。

样本(1)和(2)是双包层光纤，且内侧包层直径为400μm。

使用具有976nm波长的半导体激光二极管(LD)以获得激发光。来自八个激发光光导光纤中每一个光纤的4.5W功率的激发光被耦合到掺Yb光纤上，该光然后在形成于掺Yb光纤中的两个光纤Bragg光栅(FBG)之间谐振，从而导致激光器的光振荡。从上述结构可以获得1064nm波长下的激光器振荡。通过持续地监控振荡的激光器光的功率，测量到激光器输出的随时间的变化。测量结果如下：

样本(1)：初始输出是10W，在连续振荡100分钟之后激光器输出减小到振荡开始时的输出的20％(2W)。

样本(2)：初始输出是9.5W，在连续振荡100分钟之后激光器输出没有明显减小，且激光器输出是振荡开始时的输出的97％(9.22W)。

在样本(1)和(2)中，在输出减小的大小方面有明显差别。

从上述结果发现，在根据本发明被处理的样本(2)中，获得了明显的光暗化抑制效果。注意，当在针对样本(1)和样本(2)为相同条件下的振荡开始时的激光器输出之间进行比较时，以样本(1)的在振荡开始时的激光器输出为100％，则样本(2)的在振荡开始时的激光器输出为95％。这种情况的原因被认为是通过进行上述第一步骤、第二步骤和第三步骤，由于在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗有所增加，因此在激光器输出光和用于掺Yb光纤的激发光的波长下的损耗有所增加。在本发明中，尽管作为进行第一到第三步骤的结果，振荡开始时的激光器输出减小了约5％，但是由于有可能抑制光暗化，因此有可能大大提高实际使用中的长期可靠性。

示例2

示例2不同于示例1之处在于：进行X射线辐射而不是伽马射线辐射。对于X射线使用具有0.2nm波长(6.2keV)的X射线，且以1×10⁶R/h(每小时伦琴)的辐射射线剂量率进行两个小时辐射，使得获得2×10⁶R(伦琴)的总X射线辐射量。除此之外，该方法与示例1中使用的方法相同，且制备了样本(样本(3))。以与示例1中相同的方式测量当在光纤激光器中使用样本(3)时针对该样本的激光器输出。

测量结果如下。

样本(3)：初始输出为9.5W，在连续振荡100分钟之后激光器输出没有明显减小，且激光器输出是振荡开始时的输出的97％(9.22W)。

在大于1100nm且小于1300nm的波长中在每个步骤之前和之后的损耗谱的变化与示例1中的变化基本相同。同样，在示例2中处理的样本(3)中，光暗化减小效果是明显的。因此，即使使用X射线，以与使用伽马射线时相同的方式，也有可能大大提高实际使用中的长期可靠性。

示例3

示例3不同于示例1和示例2之处在于：进行电子束辐射而不是伽马射线辐射和X射线辐射。对于电子束使用具有2MeV能量的电子束，且进行电子束辐射使得获得2×10⁶R(伦琴)的总辐射量。除此之外，该方法与示例1和示例2中使用的方法相同，且制备了样本(样本(4))。以与示例1中相同的方式测量当在光纤激光器中使用样本(4)时针对该样本的激光器输出。

测量结果如下。

样本(4)：初始输出为9.6W，在连续振荡100分钟之后激光器输出没有明显减小，且激光器输出为振荡开始时的输出的98％(9.41W)。

在大于1100nm且小于1300nm的波长中在每个步骤之前和之后的损耗谱的变化与示例1和示例2中的变化基本相同。同样，在示例3中处理的样本(4)中，光暗化减小效果是明显的。因此，以与使用伽马射线或X射线时相同的方式，有可能大大提高实际使用中的长期可靠性。

如从示例1-3中可以看到的，即使辐射源在伽马射线、X射线和电子束之间变化，假定总辐射量相同，则发现所获得的光暗化减小效果也基本上相同。而且，即使辐射源改变，假定总辐射量相同，则发现在第二步骤中获得的大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值也基本上相同。也就是说，不考虑使用了哪个辐射源，通过控制总辐射量，有可能控制大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值。因此，还有可能控制光暗化减小效果。以下说明总辐射量和大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值之间的关系。

示例4

在第一步骤中，伽马射线辐射量以表1所示的方式变化，且进行掺Yb光纤的处理，以使得在第二步骤中测量的1150nm、1200nm以及1250nm下的损耗是表1中给出的各种值，然后进行第三步骤。

利用所获得的掺Yb光纤(样本(2)、(5)和(8))以与示例1中相同的方式制备光纤激光器，且测量连续振荡100分钟之后输出的减小。从而将结果收集在表1中。

(表1)

如表1所示，在样本(5)中，在第二步骤中在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值很小。这表明第一步骤中的伽马射线辐射量是不足的。也就是说，这表明如果总辐射量是1×10³R，则伽马射线辐射量是不足的。不可能减小样本(5)中的光暗化。

在样本(8)中，在第二步骤中在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值很大。这表明第一步骤中的伽马射线辐射量过量。也就是说，这表明如果总辐射量是1×10⁸R，则伽马射线辐射量过量。在该样本(8)中，不可能同样在第三步骤之后减小红外区域中的损耗，且与其它样本相比，初始输出特性较低。

在样本(2)、(6)和(7)中，第二步骤中在大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值在1dB/m到100dB/m的范围内。这表明第一步骤中的伽马射线辐射量是适当的。也就是说，这表明如果总辐射量是从1×10⁴R到1×10⁷R，则伽马射线辐射量是适当的。而且，即使当在辐射射线源改变为X射线或电子束的情况下进行处理时，发现在第二步骤中的大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗值在1dB/m到100dB/m的范围内的情况下的总辐射量也是从1×10⁴R到1×10⁷R。在样本(2)、(6)和(7)中，有可能减小光暗化并保持初始输出特性，且获得出色的结果。

示例5

示例5不同于示例1(即样本2)之处在于：在第三步骤中改变了氢处理条件。针对样本2的条件是1atm、80℃和60个小时。与之相对照，在示例5中，以针对氢分压、处理温度和处理时间设置的各种条件来进行氢处理(样本9-15)。通过测量紧接着氢处理之后的损耗谱以及测量在1240nm产生的氢分子的吸收损耗来确定氢掺杂是否足够。具体地，测量紧接着氢处理之后的损耗谱，然后将光纤放置在空气中足够长的时间以充分地去除氢分子。通过然后确定紧接着氢处理之后的损耗谱和氢分子去除之后的损耗谱之间的差，有可能确定芯中存在的氢分子所导致的1240nm处的吸收损耗的量。在1240nm处的该损耗的差被定义为“损耗增量”。在氢处理之前和之后在1240nm处的损耗增量在表2中示出。另外，示出了每个样本的连续振荡开始时的输出，其中以样本1的连续振荡开始时的输出为100％。

(表2)

通过改变氢处理时间来针对样本2、9和10设置不同的条件。在1atm的氢分压和80℃的处理温度的条件下，氢处理在多于60小时时饱和，且初始输出特性出色。然而，在样本9中，由于处理时间短，氢处理条件不充分，导致降低的初始输出特性。

样本2、11和12具有不同的氢分压条件。在80℃的处理温度和60个小时的处理时间的条件下，氢处理在1atm或更大的条件下是充分的，且初始输出特性出色。然而，在样本11中，由于氢分压低，导致初始输出的降低。在样本12中，由于氢分压高，紧接着氢处理之后在1240nm波长下的吸收损耗是很大的值，然而，脱氢之后的特性与样本2的相同。

样本2、13和14具有不同的氢处理温度条件。在1atm的氢分压和60个小时的处理时间的条件下，氢处理在80℃或更高的条件下是充分的，且初始输出特性出色。然而，在样本13中，由于处理温度低，导致初始输出的降低。当处理温度超过100℃时，有可能光纤的涂覆层被损坏，因此这不是优选的。从上述结果发现，1atm或更大的氢分压、80℃-100℃的处理温度以及60个小时或更多的处理时间的条件是氢处理的适当条件。

与之相对照，如在样本15中，发现即使处理温度低，也可通过延长处理时间来获得出色的初始输出特性。然而，200个小时的处理时间对于处理要求了过高的时间需求，这显然不是优选的。氢分压、处理温度和处理时间形成了用于氢处理条件的参数。如果这些条件中的一个不充分，则通过调节其它参数，有可能提供充分的氢处理条件。

示例6

在第一步骤中，调节伽马射线辐射量，且进行掺Yb光纤的处理，使得第二步骤中测量的1150nm处的损耗是0.13dB/m，第二步骤中测量的1200nm处的损耗是0.1dB/m，且第二步骤中测量的1250nm处的损耗是0.08dB/m。

对于该样本，返回第一步骤，辐射伽马射线，使得第二步骤中测量的1150nm处的损耗是44dB/m，第二步骤中测量的1200nm处的损耗是40dB/m，且第二步骤中测量的1250nm处的损耗是38dB/m。接着，进行第三步骤的氢处理。该样本被作为样本(16)。

对于样本(16)，以与示例1中相同的方式制备光纤激光器，并且测量连续振荡100分钟之后的输出减小。

作为结果，获得与样本(2)中所获得的光暗化量几乎相同的光暗化量。而且，获得与样本(2)中所获得的初始输出特性相同的初始输出特性。

因此，即使在第二步骤中的大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗小于1dB/m，通过增加第一步骤，也有可能抑制光暗化。因此，同样在示例6的处理方法中，有可能大大提高实际使用中的长期可靠性。而且，通过使用该方法，有可能从第一步骤中发现任何处理缺陷，从而防止仅在装运产品之后才出现受光暗化影响的产品。因为组装光纤激光器的处理复杂且需要相当多的时间和成本，如果仅在组装光纤激光器之后才出现受光暗化影响的产品，则损失是巨大的。因此，示例6的方法使得有可能检测缺陷，这是非常有利的。

而且，如果在第二步骤中的大于1100nm且小于1300nm的波长下的损耗超过100dB/m，则很有可能即使组装了光纤激光器也会出现初始输出特性差的问题。因此，有可能在第二步骤中确定有缺陷的制品并丢弃它们，而不会不必要地进行任何后续步骤。作为结果，可减小不必要的制造成本，这是相当有利的。

根据以上结果，在根据本发明的处理方法处理了的光暗化受抑制的掺Yb光纤中，甚至在100分钟的连续振荡之后也看不到光暗化，且发现这种掺Yb光纤具有优异的可靠性。与之对照，在使用传统方法制造的掺Yb光纤中(即，不进行本发明的处理)，看到光暗化所导致的激光器输出的降低。

示例7

示例7不同于示例1之处在于：Yb、Er和Al都利用溶液掺杂方法被掺杂。在该溶液掺杂方法中，使用YbCl₃、ErCl₃和AlCl₃的水溶液。除此之外，采用与示例1中所使用方法的相同的方法以便形成Yb、Er共同掺杂的光纤。该Yb、Er共同掺杂的光纤的一部分在不进行任何进一步更改的情况下被作为用于比较的样本(样本(17))。

在与针对示例1实施的条件相同的条件下，对以上述方式制造的Yb、Er共同掺杂的光纤执行第一步骤、第二步骤和第三步骤。此时，第二步骤中在1150nm处的损耗是48dB/m，第二步骤中在1200nm处的损耗是45dB/m，且第二步骤中在1250nm处的损耗是43dB/m。注意，针对样本(17)在1150nm处的损耗值是0.04dB/m，其在1200nm处的损耗值是0.03dB/m，且其在1250nm处的损耗值是0.02dB/m。

当测量完成了第三步骤的Yb、Er共同掺杂的光纤的损耗谱时，在1150nm处的损耗是0.19dB/m，在1200nm处的损耗是0.15dB/m，且在1250nm波长下的损耗是0.13dB/m。

以这种方式，经历了伽马射线辐射、氢处理和脱氢处理的Yb、Er共同掺杂的光纤被作为示例7的样本(18)。

针对样本(17)和(18)制备了光纤放大器，且连续振荡该光纤放大器。使用具有915nm波长的半导体激光二极管(LD)以获得激发光。样本(17)和(18)是双包层光纤，且内侧包层直径是125μm。通过将12W功率的激发光辐射到包层区域上，并持续地监控1550nm处的放大的输出激光器光的功率，测量放大器输出的随时间变化。测量结果如下。

样本(17)：初始输出是2W，连续放大100分钟之后输出光强度减小到放大开始时的输出的75％(1.5W)。

样本(18)：初始输出是1.9W，连续放大100分钟之后输出光强度没有明显减小，且输出是放大开始时的输出的99％(1.88W)。

从上述结果发现，在根据本发明处理了的样本(18)中，有可能获得光暗化抑制效果。

工业实用性

根据本发明，有可能抑制光暗化并提高光纤激光器的长期可靠性。从而有可能提供一种用于激光器振荡的高性能掺Yb光纤。而且，还可提供一种具有出色光束质量的高输出光纤激光器。