基于Zemax分析双包层光纤吸收效率的新方法

计算双包层形状对光纤吸收效率的影响,常用的方法有二维射线法、三维射线法、光纤光学波动耦合理论等。介绍了一种基于Zemax软件计算其吸收效率的三维方法,通过编写ZPL宏计算了圆形、偏心形、矩形、D形、八角形等常规内包层形状对光纤吸收效率的影响,并将分析结果与二维射线法所得结果进行比较,数据表明:本文的计算结果和二维射线法的计算结果类似,各种内包层形状光纤的吸收效率趋势是一样的。它的优点在于本文给出的是吸收效率和光纤长度的关系,更形象直观,而二维射线法给出的是吸收效率和反射次数的关系;在Zemax中可以设置光线的临界角,而二维射线法是假设光线从内包层里任意一点随机发射的,它没有考虑到光线在内包层中发生全反射的条件,本文的计算结果更准确一些;在Zemax里可以构建各种内包层形状,它的非序列光线追迹速度很快,以矩形内包层光纤为例,在同样的条件下利用Ze-max用时373s,利用二维射线法用时1 732s,所以基于Zemax分析双包层光纤吸收效率的方法计算速度更快。最后用这种方法研究了上海光机所楼祺洪研究员提出的一种新型双包层光纤的吸收效率。

分区域式内包层结构的双包层光纤激光器

本文介绍了上海光机所楼棋洪老师提出的一种新型双包层光纤结构,以计算该结构的纤芯对泵浦光的吸收效率为目的,采用二维光线分析法思想,在内包层中任取一点从任意方向发出的光线,该光线经过内包层时反射,经过纤芯时被吸收,按此方法计算出所有点、所有方向被纤芯吸收前的反射次数,分别统计经0次反射、1次反射、2次反射…就被纤芯吸收的光线数占总光线数的比,即吸收效率.利用这种方法得到常见的内包层结构的吸收效率,并与新型结构比较,结果表明这种新型双包层光纤可以改善纤芯的吸收效率,对大功率光纤激光器的制造有一定参考价值.

双包层光纤吸收效率影响因素的研究

泵浦光的吸收效率是影响双包层光纤激光器输出功率的重要因素。在对双包层光纤的掺杂离子浓度、纤芯直径、内包层形状和尺寸、光纤弯曲和缠绕、外包层的背底损耗等因素对吸收效率的影响进行分析的基础上,分析了改变上述因素来提高吸收效率过程中,会出现的制约因素和需要注意的问题。