缺陷型内包层双包层光纤吸收效率研究

缺陷型内包层双包层光纤由于其特殊的内包层横截面结构,对于光波的吸收效率要比理想圆型内包层双包层光纤提高许多.由于射线法在分析光波在光纤中的场分布、传播功率等情况时有其局限性,因此,文章改用波动理论对缺陷型内包层双包层光纤进行分析,试图找出不同类型的缺陷型内包层双包层光纤单位距离内吸收效率的差异.     

新型螺旋型内包层双包层光纤吸收效率分析

提出一种新型的内包层横截面边界为螺旋曲线的双包层光纤结构,并给出一种分析双包层光纤吸收效率的新方法:它以射线法为基础,采用概率理论计算出光纤内部传播的光线每次被内包层边界反射后能够被纤芯直接吸收的概率,并以此概率来衡量内包层横截面形状对光纤吸收效率的影响.最后用这种方法对螺旋型双包层光纤进行分析,得出它比一般缺陷型双包层光纤优异的结论.     

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.     

选用国产元件的CW1．8W掺Yb3＋双包层光纤激光器

给出一种全部国产器件的双包层光纤激光器，自行研制了D形内包层双包层光纤和耦合系统。该激光系统连续输出功率为1．8W，阈值情况下的激光3dB带宽为0．33nm。     

用耦合功率理论分析缺陷双包层光纤吸收效率

当泵浦光在内包层有缺陷的双包层光纤(DCF)内传输时,只有在光纤中心处有场强的LP0n模才能直接被单模掺杂纤芯吸收;但根据耦合模扩散理论,与LP0n模对应的一组亮环最邻近的2n个亮环所携带的功率能耦合进LP0n模,被纤芯吸收。运用耦合功率理论中的功率耦合系数方程,算得2n个亮环与相应LP0n模间的2n个功率耦合系数,将之相加得到总的功率耦合系数。根据此系数的大小,可以判断单位长度内掺杂纤芯吸收光功率能力的强弱。运用这种方法计算内包层为D型、有双重缺陷和矩形的DCF的功率耦合系数,可以发现,在内包层缺陷面积相等的前提下,前者的吸收效率更大,这结果用基于射线法的等亮度定理是得不到的。     

双包层光纤中泵浦光线的理论分析

在几何光学的基础上,采用解析的方法分析了双包层光纤激光器的泵浦问题,讨论了内包层中泵光的传输行为.推导了传输过程中不同的光线与纤芯中心轴的距离,由此确定了能够产生泵浦作用的光线;之后,又进一步分析了对泵浦有贡献的光线在纤芯中走过的长度.     

弯曲双包层光纤吸收效率的理论分析

以耦合功率理论为基础,提出了一种分析弯曲结构双包层光纤吸收效率的新方法.在双包层光纤内,由于弯曲结构引起在内包层中传输的泵浦光发生模式间的耦合,通过分析居于主要地位的模式间发生耦合的情况,计算耦合功率的大小.然后根据此功率的大小,判断弯曲结构双包层光纤内掺杂纤芯吸收泵浦光功率能力的强弱,并通过计算实例,分析弯曲结构对吸收效率的影响.最后结合侧面泵浦耦合技术,提出了一种新的大功率双包层光纤激光器的设计模型.     

196W功率输出的高功率包层泵浦光纤激光器

文章首先阐述了包层泵浦技术以及基于包层泵浦技术的包层泵浦激光器,同时还介绍了一种新型泵浦技术,即从大面积激光二极管向小截面的单模光纤芯层传输能量的侧面泵浦技术。然后介绍了我们试验中的大功率包层泵浦光纤激光器,该激光器采用的是端面泵浦技术。当泵浦功率为240W时,光纤激光器在1．09μm处产生了高质量的196W连续波长输出,获得了85％的斜坡效率。     

双包层光纤侧面耦合器

研究了一种侧面抽运双包层光纤的方法,从被剥除了外包层、端面为350μm×400μm的D型双包层光纤内包层上切下长度为3mm的一段柱体,并胶合在相同的双包层光纤内包层的侧面上,构成了柱体-光纤侧面耦合器。半导体激光器的抽运光从该柱体的一端入射并通过它耦合进入双包层光纤的内包层,实验测得耦合器最大耦合效率为85%。该方法适用于输出功率为数瓦的光纤激光器和放大器的侧面抽运。     

双包层光纤芯径与位置影响吸收效率的研究

为了提高双包层光纤结构中泵浦光耦合进纤芯的效率,文章首先探索了常折射率内包层光纤中芯径与内包层尺寸比对吸收效率的影响.然后对端泵入射光进行建模,研究了纤芯偏心距的优化.数值模拟结果表明,当偏心距为R-r时,即纤芯位于内包层边缘时,吸收效率最高.文章还阐述了渐变折射率内包层对耦合效率的影响.     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注,希望其能推动光纤通信新的发展。本文详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用,主要是双包层光纤激光器,并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注，希望其能推动光纤通信新的发展。本丈详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用，主要是双包层光纤激光器，并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

采用内置反射镜将抽运光耦合进光纤内包层

掺稀土的光纤激光器和放大器在现有的许多应用中正在开始取代传统的固体激光器,并且在材料加工、化学检测等诸多领域开辟了新的应用。由于大尺寸的多模内包层光纤便于使用较高功率、较低价格的多模抽运源．双包层光纤正有助于使光纤激光器输出较高的功率和脉冲能量。     

微结构掺镱双包层光纤的研究

近年来掺健光纤激光器的研究有了较大发展,出现了用于高功率光纤激光器的双包层掺镱光纤(DCYDF)。双包层掺镱光纤的纤芯作为单模波导用于传输信号光。．内包层设计为多模波导用于传输泵浦光。由于微结构光纤具有可控的周期性折射率并且其模场面积可通过结构参数的调整而加以控制．因此这类光纤在光纤激光器和放大器中有着广泛的应用前景。文章作者根据高功率光纤激光器的性能要求．设计和制备了内包层为D形和六边形的微结构掺镱双包层光纤。     

掺镱双包层光纤激光器研究

自行设计和拉制的掺镱双包层光纤采用内外包层都是石英玻璃的结构,能与常规光纤兼容连接,在泵浦光功率受到限制的条件下,掺镜双包层光纤的输出功率达到９０ｍＷ,斜效率为２８％。对掺镱双包层光纤激光器的有关特性进行了研究和讨论。     

双包层光子晶体光纤特性研究

通过对比双包层光子晶体光纤与聚合物双包层光纤的结构特性以及泵浦方法,得出双包层光子晶体光纤（DC-PCF）可以产生比聚合物双包层光纤大得多的数值孔径,但需要侧面泵浦和利用锥形多模光纤连接的PC-DCF不适合构建放大器的结论。研究表明,光子晶体光纤所具有的大数值孔径能有效地减少高功率放大器中的非线性光学效应。     

双包层光纤的侧面泵浦耦合技术

泵浦耦合技术是获得高功率光纤激光器的关键技术之一。双包层光纤侧面泵浦耦合技术通过双包层光纤侧面将泵浦光耦合入内包层,相对于光纤端面泵浦耦合技术有很多优点。针对于双包层光纤激光器的特点,已经发展了多种光纤侧面泵浦耦合技术。概述了目前已经在实验中采用的光纤侧面泵浦耦合技术,并就各自的特点进行了比较。     

大功率双包层光纤激光器

归纳了新型双包层光纤激光器的各种结构、工作原理和泵浦方法,并从各个角度对这种激光器的特点进行了详细的分类介绍。分析表明选择适当的双包层光纤、腔体结构和泵浦方法对提高光纤激光器的性能具有重要作用。同时展望了这种新型激光器的应用前景。     

用边界反射原理计算双包层光纤的吸收效率

以双包层光纤(DCF)中内外包层分界面上的点作为研究对象,对于分界面上的任意一点运用边界反射原理,确定在内包层截面中,能发出被掺杂纤芯吸收的光线的点源所占有的面积,将此面积与内包层总截面积作一比较,算出这一点对双包层光纤吸收效率的贡献。按该方法计算内外包层分界面上每一点对吸收效率的贡献并取平均,最后可求得双包层光纤的总吸收效率。讨论了双包层光纤的圆对称和偏心两种情况,结果与已有文献中的结论完全一致,但这种方法的计算过程更为简便。