增益导引和折射率导引在大模场单模光纤设计中的应用

传统的大模场光纤是通过设计光纤结构来获得大模场面积的,可以实现的模场面积只能达到几百平方微米。增益导引和折射率导引相结合是实现大模场单模光纤的一种新方法。通过分析增益因子对折射率以及归一化频率的影响,得到了光纤中各阶模式截止条件与纤芯包层折射率差和增益因子的关系。最后以包层折射率为1.5734,纤芯折射率为1.5689,纤芯半径为50μm,10%(原子数分数)重掺杂钕离子的磷酸盐光纤作为模拟计算对象,当波长为1.064μm时,得到其模场直径大于90μm。对于普通光纤,增益导引和负折射率导引相结合的方法对实现大模场单模传输很有前景。

大模场单模增益光纤的研究进展

高功率光纤激光器的发展面临着各种非线性效应和输出模式和功率不稳定等技术瓶颈,而大模场单模光纤被认为是解决该类问题的主要手段。本文系统总结了各种典型的大模场单模增益光纤,阐述了各种光纤的结构特点以及实现原理,重点分析了光纤的模场面积、输出功率、抗弯曲特性、激光光束质量和制备难度等几项关键指标。最后介绍了作者最新设计的新型异质包层螺旋侧漏大模场单模光纤结构模型及其实现路径,该光纤芯径在50~200μm范围内具有可调控性,且制备相对简单,有望成为大模场单模光纤发展的一个新的方向。