定义
在一定长度上延伸到非常小直径的光纤。
锥形光纤可以通过在加热时轻轻拉伸光纤来产生，例如在火焰上，使得玻璃变软。该过程使纤维在一定长度上变薄，例如几毫米或厘米。光纤纤芯也通过与总光纤相同的系数变得更薄。
用于模式匹配的锥度
适度锥度有时用于模式匹配的目的：例如，可以减小标准单模光纤一端的模式面积，以实现与某些小面积波导（→模式场转换器）的改进耦合。
用于模式过滤的锥度
另一个应用是模式滤波：高阶引导模式在中等拉伸的光纤区域中变得相当弱的引导或完全消失，因此基本上只剩下基本光纤模式下的光。图 1 显示了 LP 中的光线11模式在锥形区域中完全丢失（此处芯径减小50%），而基本模式下的光（见图2）几乎不会经历任何损失，甚至不会经历模式尺寸的实质性变化（对于所选参数）。
图 1：光沿锥形光纤的振幅分布，用于发射到LP中11模式。在变薄区域，LP11模式不存在，相应的光线进入包层。此数值光束传播仿真已使用 RP 光纤功率软件完成。
图 2：用于在基本模式下发射的振幅分布 （LP01)
在未加工纤维的锥形区域之后，如果通过弯曲纤维来避免模式混合，则光可以保持在基本模式中。
该技术可用于高功率光纤放大器，例如，基于少数模式光纤，因为这种光纤可以达到比单模光纤更高的性能。使用了不同的锥形格式。例如，纤芯和包层直径可以沿整根光纤逐渐增大。或者，在输入端可能有一个锥形区域（尺寸减小），在输出端可能有另一个锥形区域（双锥形设计），以便在基本模式下占主导地位地支持操作，即使具有较大尺寸的部分也存在一些高阶模式。
强锥形纤维
也可以执行更强的锥形，如图3所示，其中锥形纤维区域的直径在几厘米（甚至超过10厘米）的长度上只能是几微米。在这些条件下，原始光纤纤芯变得如此之小，以至于它不再具有显着的影响，并且光仅由空气 - 玻璃界面引导。如果从全光纤直径到小腰部和背部的过渡区域足够平滑，基本上所有发射的光都可以在锥形区域传播，并且（更令人惊讶的是）找到返回随后的全尺寸光纤区域的核心。
图 3：一种玻璃纤维，在一定长度上呈强烈锥形。
已经证明，通过一些精细的锥形技术（涉及通过蓝宝石锥度或蓝宝石毛细管间接加热玻璃），甚至可以进行非常极端的锥形，导致直径为几百纳米或有时甚至远低于100纳米的纳米纤维。
光纤耦合器
如果两根或多根纤维在火焰上加热，它们可能会形成一个共同的锥形区域。这种配置通常用于光纤耦合器。在这里，发射到一根光纤中的一些光可以耦合到另一根光纤上，但只能进入具有相同传播方向的模式 - 它是定向耦合器。
如果原始光纤的参数稍有不同，则可能导致零耦合器，其中发射到一根光纤中的光将仅从相应的末端出现，并且仅在锥形区域中传播的声波的影响下发生耦合。这样，人们就获得了一种不寻常的声光调制器。
其他应用
具有几微米锥度区域的锥形光纤对于许多应用都很有趣，例如超连续体生成、光纤传感器或声光光纤调制器。
多芯锥形光纤
锥形也适用于多芯光纤。然后，每个光纤纤芯将受到相同的锥度比的影响。然而，由于最多一个磁芯可以在光纤轴上，其他磁芯也会经历横向偏移，这意味着锥形区域的弯曲。这可能会导致额外的弯曲损失。另一个问题可能是光纤直径小的区域的纤芯之间不必要的光耦合。人们可能需要优化锥度设计，以最大限度地减少这种影响 - 例如，基于此类设备中飞行传播的数值模拟。
多光纤锥度
除了单根光纤，还可以锥形包含许多甚至数百万根光纤的光纤板。这种光纤锥度主要用于需要一定量（去）放大倍率的成像应用（例如使用光纤内窥镜）。
参考文献
[1] T. A. Birks and Y. W. Li, “The shape of fiber tapers”, IEEE J. Lightwave Technol. 10 (4), 432 (1992), doi:10.1109/50.134196
[2] T. A. Birks et al., “The acousto-optic effect in single-mode fiber tapers and couplers”, IEEE J. Lightwave Technol. 14 (11), 2519 (1996), doi:10.1109/50.548150
[3] C. E. Chryssou, “Theoretical analysis of tapering fused silica optical fibers using a carbon dioxide laser”, Proc. SPIE 38 (10), 1645 (1999), doi:10.1117/1.602271
[4] T. A. Birks et al., “Supercontinuum generation in tapered fibers”, Opt. Lett. 25 (19), 1415 (2000), doi:10.1364/OL.25.001415
[5] G. Brambilla et al., “Ultra-low-loss optical fiber nanotapers”, Opt. Express 12 (10), 2258 (2004), doi:10.1364/OPEX.12.002258
[6] F. Warken et al., “Ultra-sensitive surface absorption spectroscopy using sub-wavelength diameter optical fibers”, Opt. Express 15 (19), 11952 (2007), doi:10.1364/OE.15.011952
[7] N. Vukovic et al., “Novel method for the fabrication of long optical fiber tapers”, IEEE Photon. Technol. Lett. 20 (14), 1264 (2008), doi:10.1109/LPT.2008.926037
[8] A. Kosterin et al., “Tapered fiber bundles for combining high-power diode lasers”, Appl. Opt. 43 (19), 3893 (2004), doi:10.1364/AO.43.003893
[9] V. Filippov et al., “Highly efficient 750 W tapered double-clad ytterbium fiber laser”, Opt. Express 18 (12), 12499 (2010), doi:10.1364/OE.18.012499
[10] Y. Ye et al., “Comparative study on transverse mode instability of fiber amplifiers based on long tapered fiber and conventional uniform fiber”, Laser Phys. Lett. 16 (8), 085109 (2019)
[11] L. Zeng et al., “Near-single-mode 3 kW monolithic fiber oscillator based on a longitudinally spindle-shaped Yb-doped fiber”, Opt. Lett. 45 (20), 5792 (2020), doi:10.1364/OL.404893
[12] R. Paschotta, tutorial on "Passive Fiber Optics"
[13] R. Paschotta, case study on a tapered fiber
