基于气相沉积法的掺铒光纤制备与温度特性

为了研制温度稳定性满足中高精度光纤陀螺仪中超荧光光源使用要求的掺铒光纤,采用螯合物气相沉积法制备了Al-Er共掺和Al-Ge-Er共掺两种掺铒光纤。同时对两种光纤的吸收系数和本底损耗进行了测试研究,并搭建超荧光光源测试平台,对Al-Ge-Er共掺光纤的温度稳定性进行了实验验证。结果表明,在制备光纤时通入等量的铒的螯合物,Al-Er共掺光纤具有更高的吸收系数,但本底损耗较高;两种光纤在1530 nm的吸收系数分别为35.6 dB/m和20.0 dB/m,在1200 nm的本底损耗为31.7 dB/km和6.3 dB/km;在-45.0℃~70.0℃变温范围内,Al-Ge-Er共掺光纤的自发辐射光谱在中心波长为1560.84 nm,10.51 nm带宽的平均波长变化约为6.52×10^(-7)nm/℃,该光纤可满足高精度光纤陀螺的超荧光光源使用要求。该研究为掺铒光纤的研制提供了参考。

大模场面积掺镱双包层光纤研究

采用改进的化学汽相沉积工艺,沉积了光纤阻挡层和疏松层.结合溶液掺杂技术,研究了疏松层沉积温度、镱铝共掺工艺条件对掺镱浓度的影响,研究了大模场面积纤芯的制备工艺,实现了高浓度大模场面积掺镱双包层光纤的研制.测量并分析了光纤的光学性能参数及其激光特性,光纤芯径达到30μm,纤芯s镱浓度提高到4000ppm以上,芯数值孔径降至0.07,光纤的模场面积从113μm2提高到1256μm2,光纤的非线性效应阈值功率由12W提高到大于128W.

高温气相掺杂法制备高掺铥石英光纤

介绍了用高温气相掺杂技术制备高掺铥双包层光纤的原理及制备工艺。通过料路温度与掺杂浓度的对比实验,以及对该新制备工艺的研究完善,找到了合适的料路温度,提高了铥的掺杂浓度和掺杂浓度的均匀性,新工艺有效消除了预制棒芯部的凹陷,降低了光纤的本底损耗,最终制作出掺杂浓度高(≥0.6%)、内包层形状为D形的高性能的掺铥双包层光纤。

MCVD工艺沉积温度对有源光纤掺杂浓度的影响研究

以掺镱双包层光纤为例,主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤,通过对低温沉积疏松芯层时温度控制对最终研制的有源光纤镱离子掺杂浓度的影响研究,得出沉积温度对有源光纤掺杂浓度影响的规律,为目前国内普遍采用的MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺稀土离子有源光纤提供了参考。

铒镱共掺双包层光纤的研究

文中主要介绍了用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备铒镱共掺双包层光纤的设计、制作及性能。通过铒镱掺杂浓度的对比实验以及制备工艺的改进,找到了合适的铒镱掺杂浓度比,提高了铒镱掺杂浓度,有效防止了预制棒芯部的凹陷,最终制作出铒镱掺杂浓度高(吸收系数≥2dB/m)(976nm)、内包层形状为D形的铒镱共掺双包层光纤。

有源光纤脱水条件的优化

以掺镱双包层光纤为例,通过用MCVD工艺结合溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤过程中,对疏松层脱水条件和脱水成分的研究,给出了脱水条件对有源光纤本底损耗的影响规律。通过优化脱水条件,降低了光纤的本底损耗。

掺镱双包层结构单模石英光纤的制备

主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺Yb3+双包层结构单模石英光纤的原理及制作工艺。制作出Yb3+掺杂浓度高(吸收损耗2-10dB/m)(976nm)、基底损耗低(<10dB/Km)(1300nm)的掺Yb3+双包层结构单模石英光纤。

掺铥光纤纤芯掺杂浓度与吸收系数实验研究

以掺铥双包层光纤为例,主要介绍了用高温气相掺杂工艺制备高掺铥双包层光纤的工艺原理和工艺过程,对不同料路温度下铥的掺杂浓度进行了研究,重点研究了纤芯掺杂浓度与吸收系数的关系,通过研究找到了相关规律,为采用高温气相掺杂工艺制备高掺铥双包层光纤提供了依据。

掺镱双包层保偏光纤的研制

采用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺镱光纤预制棒,通过技术攻关研制出相匹配的应力预制棒,并通过打孔镶嵌工艺突破相关的关键工艺技术,成功制备出性能优良的熊猫型结构掺镱双包层保偏光纤。该光纤的规格有两种:纤芯直径分别为20μm和25μm,内包层直径均为400μm。经前期的测试,光纤指标满足使用要求。

掺镱双包层结构石英光纤的优化设计及制作

文章主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺Yb3+双包层结构石英光纤的优化设计、原理及制作工艺.制作出Yb3+掺杂浓度高(吸收损耗在976nm时为2～10dB/m)、本底损耗低(在1.3μm时为10dB/km)的掺Yb3+双包层结构石英光纤.

国产光纤实现直接抽运全光纤化3000W级激光输出

基于国产光纤构建了直接抽运全光纤化主控振荡器功率放大器结构光纤激光器,放大级分别采用武汉烽火锐光科技有限公司和中国电子科技集团公司第四十六研究所提供的国产20/400μm掺镱双包层光纤作为增益光纤,通过全国产化放大级实现了3050和3092 W的1080 nm激光输出.放大级提取效率分别为67.3%和68.2%,光-光效率分别为63.0%和63.9%.据可查询资料,这是公开报道的直接抽运全光纤激光输出的最高水平,同时由于采用了国产光纤作为放大级增益光纤,表明国产光纤具备了3 k W级光纤激光器输出能力.通过国产光纤横截端面以及光纤熔接显微镜图像实验分析知,光纤制造工艺的不足是导致国产光纤激光器效率低的主要原因.继续改进光纤工艺,提升抽运功率,优化光纤长度,有望实现更高功率的全国产化光纤激光器输出.

国产光纤实现同带抽运3000W激光输出

同带抽运是目前实现高功率光纤激光器的有效手段.本文基于同带抽运方式,以国产25/250μm掺镱双包层光纤为增益光纤,构建了全光纤化的主控振荡器功率放大器.实验中采用的国产光纤是中国电子科技集团公司第四十六研究所采用化学气相沉积结合气相-液相复合掺杂工艺制备的,其Yb^(3+)离子的分布更均匀,吸收截面更大,吸收系数更高.实验中,在种子光功率为67.8 W、抽运总功率为3511 W的条件下,实现了3079 W的激光输出,斜效率为85.9%,光束质量M^2约为2.14,3dB带宽为1.4nm,这是目前基于国产光纤同带抽运方式实现的最高功率.理论和实验结果表明国产光纤制备技术不断成熟,已经具备承受高功率输出的能力.继续提高抽运功率,优化增益光纤长度,改良散热方式,国产光纤有望实现更高功率的激光输出.

Er-Yb共掺双包层光纤的研制

报道了溶液掺杂法制备Er-Yb共掺双包层光纤的技术.采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1∶13和1∶8两个光纤样品,其中样品2在976nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2dB/m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性.

高能量脉冲光纤激光器的研究进展及其应用

综述了高能量、高峰值功率的脉冲光纤激光器。详细介绍了实现高能量脉冲输出的光纤调Q技术、光纤脉冲主振荡功率放大技术的原理和国内外研究进展,以及高能量脉冲光纤激光器的前景和应用。

溶液掺杂工艺制备有源光纤疏松层沉积温度研究

以掺镱双包层光纤为例,对MCVD工艺结合溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤进行了介绍。通过对不同沉积温度下制备的疏松芯层结构的分析研究,讨论出疏松层沉积温度对有源光纤掺杂浓度及掺杂均匀性的影响规律,找到了疏松层沉积的最佳温度,在该温度下,沉积的疏松层网格结构均匀,制备的有源光纤掺杂浓度高且掺杂均匀,为制作高质量的掺稀土元素双包层光纤提供了有力保障,也为目前国内普遍采用的MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺稀土离子有源光纤提供了参考。

光纤激光器光束合成技术

介绍了光纤激光器光束合成的原理、方法,概述了激光束波长合成技术、相干合成技术的研究和发展状况,总结了光纤激光器合成技术的发展趋势。

国产30/600μm掺镱光纤实现4.1kW激光输出

采用化学气相沉积结合气相/液相复合掺杂方式制备30/600μm掺镱双包层光纤,石英纤芯中的掺杂组分为Yb_2O_3,Al_2O_3,P_2O_5。基于976nm发光二极管反向抽运方式,构建全光纤化的主控振荡器功率放大器结构对增益光纤进行测试。实验中,种子源功率为189W,当泵浦总功率为4747W时,激光输出功率为4120W,放大级光光效率为85%,3dB带宽为1.6nm。激光器连续工作1h,激光功率稳定在4100W,未发生明显的功率衰退现象。

基于液相掺杂的低损耗近等厚芯层掺稀土光纤

过高的纤芯损耗和纤芯折射率非均匀性严重制约了掺稀土光纤在高功率光纤激光器中的应用,提出一种基于液相掺杂的低损耗近等厚芯层掺稀土光纤的工艺方法。结合改良的化学气相沉积(MCVD)溶液掺杂法制备了含有多层疏松层的掺稀土光纤预制棒,理论分析了光纤预制棒缩棒前、后芯层差的变化原理,采用流量递减沉积工艺降低了缩棒后不同芯层之间的厚度差,并通过优化脱水工艺有效降低了多层疏松层中残留水分的含量。实验结果表明:制备的掺稀土光纤在1380 nm波长处的纤芯损耗仅为9.1 dB/km,有效降低了掺稀土光纤的纤芯损耗和折射率非均匀性。

国产25/400μm掺镱光纤实现3.2 kW激光输出

利用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术制备了高光束质量的25/400μm双包层掺镱光纤。石英纤芯的掺杂组分为Yb2O3、Al2O3、P2O5,Al2O3有助于降低Yb3+团簇,增加Yb3+掺杂浓度,P2O5起到降低光子暗化效应的作用。纤芯-包层折射率差为0.001 2,纤芯的数值孔径为0.06。976 nm波长处的包层吸收系数为2.1 dB/m。构建双向抽运方式的主控振荡器功率放大器结构对增益光纤性能进行测试。实验中,1 080 nm种子光功率为235 W,在抽运光总功率为3 706 W时,实现了最大功率3 243 W激光输出,斜效率为81.1%,光束质量因子β为1.7,未发生受激拉曼散射现象。光纤激光器连续工作1 h,输出功率未见明显变化。采用相同测试方法及平台对25/400μm型号的进口光纤进行测试,对比实验结果表明:实验中制备的双包层掺镱光纤主要性能指标已接近进口光纤。

长波长细径保偏光纤的制作

通过介绍长波长熊猫型细径保偏光纤的制作工艺过程。分析细径保偏光纤制作的技术难点,初步解决了细径保偏光纤制作工艺中的问题,制作出了长波长熊猫型细径保偏光纤样品。所制作的保偏光纤在1550nm波长下损耗小于1dB/km,偏振串音达到近-28dB/km。