国产化大模场掺镱光子晶体光纤的设计与制备

文章作者设计了大模场双包层光子晶体光纤(PCF)的波导结构,并采用自主知识产权的专利技术,在国内首次制备出了高数值孔径大模场掺镱双包层光子晶体光纤.该光子晶体光纤的内包层数值孔径为0.65,纤芯数值孔径为0.06,有效模场面积为1465.7/μm2     

掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤激光器

采用掺钕双包层大模场保偏光子晶体光纤(PCF)作为增益介质,实现了1.06μm连续激光运转。实验采用线型谐振腔,光纤一端研磨成0°角作为自由耦合输出端,并提供4%的反馈光用于维持谐振腔内的激光振荡。激光器阈值为2.4 W,斜效率为18.8%。当抽运功率达到30 W时,最大输出功率为4.94 W,光束质量因子为1.30,偏振串音为-7.9dB,输出激光的中心波长为1062.7nm。实验结果表明,掺钕双包层大模场PCF具有良好的单模传输特性和保偏性能,有利于激光器实现高功率高光束质量的激光输出。     

双包层掺镱光纤研究进展

双包层掺镱光纤技术使高功率光纤激光器和放大器成为可能。最近几年随着制造技术和器件应用技术的发展双包层掺镱光纤也有了飞速发展,但是激光器的输出功率却受到受激拉曼散射和布里渊散射等非线性效应的限制,可以通过降低纤芯数值孔径、大模面积等方式来克服这种限制。分析和讨论了双包层掺镱光纤的激光放大原理、大模面积双包层掺镱光纤、多芯双包层掺镱光纤和微结构双包层掺镱光纤,介绍了掺镱光纤的研究现状和发展趋势。     

国产20/400μm规格有源光纤实现3kW激光输出

正光纤激光是继气体激光、化学激光和固体激光之后的新一代激光技术,具有体积小、电光转换效率高、寿命长、光束质量好、易维护等诸多优点。20/400纤芯直径为μm规格的有源光纤(即20μm、包层直径为400μm、数值孔径为0.06的Yb掺杂双包层大模场石英光纤)具有较大的模场面积,可有效抑制非线性效应,其较低的数值孔径与弯曲半径匹配,可     

大模面积双包层掺Yb3 光子晶体光纤激光器

报道了一种新型的、具有大模面积(LMA)的掺Yb^3 双包层光子晶体光纤(PCF)激光器。光纤的长度约为5m，光纤纤芯的直径为23μm，内包层的直径为420μm，数值孔径(对950nm)为0．55。输出激光的中心波长为1068．7nm，激光最大输出功率为4．26w。相对于入射的泵浦光，输出激光的转换效率为44．1％。实验结果表明，高功率激光输出存在着自脉动行为。     

全光子晶体光纤单级直接放大产生34W高功率飞秒脉冲

构建了全保偏双包层掺镱大模场面积光子晶体光纤(LMA-PCF)的单级飞秒激光直接放大系统。光子晶体光纤(PCF)振荡级采用孤子型锁模运转,放大级采用非线性放大技术。该系统获得的高功率飞秒脉冲输出平均功率为34W,脉冲宽度约为50fs,重复频率为42MHz,对应脉冲能量为0.8μJ,峰值功率为16.2MW。     

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。     

大模场双包层光纤熔接的功率对准技术研究

为了提高高功率光纤激光器中大模场双包层光纤的熔接质量,采用NUFERN 20/400μm双包层光纤搭建了光功率对准系统,对大模场双包层光纤中存在包层光以及纤芯中只有基模和存在高阶模时光纤径向偏移与耦合效率的关系进行了理论分析和实验验证。结果表明,大模场双包层光纤中包层光和纤芯中高阶模的存在使耦合效率对径向偏移变化的敏感度降低,滤除包层光和高阶模后耦合效率随光纤径向偏移量呈高斯型变化; 使用光功率对准系统搭建千瓦级双端抽运激光系统,最大输出功率约1170W,光光转换效率约73%,光束质量约1.22,实现了千瓦级准单模输出。光功率对准技术能够实现待熔光纤的精确对准,对高功率光纤激光器输出性能的提升有重要意义。     

光子晶体光纤模式特征的数值研究

应用光子晶体光纤（PCF）的本地正交基函数模型，对PCF的模式特征进行了详尽的数值研究，包括模式特性、传输常量、模场分布、模场面积、功率限制特性等。结果表明：通过调节PCF的结构参量，可以设计大有效面积PCF，用于高功率传输和制作光纤激光器；利用PCF的芯层与包层较高的折射率差，将光功率更大限度地限制在芯层以利于研究非线性效应等。     

高功率光纤激光器用双包层光纤参数设计

非线性效应(SBS、SRS)、光纤侧表面散热能力及光纤端面破坏等因素的存在限制了光纤激光器输出功率的进一步提高.为实现单纤千瓦级近衍射极限激光输出,大模面积双包层光纤(LMADCF)的特性参数,包括纤芯及内包层直径、数值孔径、吸收系数、光纤长度等的设计至关重要.     

Improvements to the variable aperture method for measuring themode-field diameter of dispersion-shifted fibers

The variable aperture system for measuring single-mode fiber mode-field diameter is modified to provide accurate measurements of dispersion-shifted fibers. The system's numerical aperture (NA) is increased by using a spherical mirror and a large aperture wheel with 23 apertures out to 0.556 NA. Petermann's second mode-field diameter (MFD) definition is calculated with Simpson's rule numerical integration. The industrialized high-NA variable aperture method in the far field (VAMFF) system is accurate to within 1%, with a measurement standard deviation of less than 0.5%. Flexibility for measuring various fiber designs over a range of wavelengths is also a key feature. It is concluded that the industrialized high-NA VAMFF system is an excellent MFD measurement bench because of its precision, accuracy, and versatility     

大模场宽频单模光子晶体光纤的设计与制备

文章对无尽单模光子晶体光纤进行了理论设计,并提出了微结构光纤的制造工艺技术和相应的光纤拉丝工艺参数,制造出了较大模场的宽频单模光子晶体光纤,该光纤的芯直径为13.1 μm,微孔直径为3.2 μm,孔间距为8.2 μm,1 550 nm波长的模场直径为14.6 μm,1 550 nm的衰减为0.6 dB/km,1 383 nm水峰为14.9 dB/km.截止波长测试和近场光强分布检验表明,该光子晶体光纤确实具备较宽的单模工作范围.     

高非线性光子晶体光纤接续损耗的数值研究

为了从理论上求解光子晶体光纤的接续损耗问题,采用全矢量模型,计算了全反射式光子晶体光纤、高非线性光子晶体光纤的模场半径,给出了模场半径随空气孔间距、空气孔半径以及掺杂比例的变化关系,并在此基础上分析计算了光子晶体光纤与普通单模光纤的接续损耗,得到了理论上零损耗时的光子晶体光纤的模场半径。结果表明,模场失配是高非线性光子晶体光纤与普通单模光纤以及与一般全反射式光子晶体光纤接续损耗的最主要因素,合理的设计有望实现模场匹配,将接续损耗降到最小程度。     

光子晶体光纤数值孔径测试的一种新方法

应用光谱仪测量光子晶体光纤(PCF)的数值孔径(NA),不仅克服了传统法只能测量几个固定波长下NA的局限性,还可以对PCF与波长有关的模场面积、截止波长等参数进行研究。实验测量结果与理论计算值进行了比较,取得了满意结果。由测得的NA计算PCF的模场面积,与多极法模拟结果一致性较好。给出了NA与截止波长的关系。     

微结构芯光子晶体光纤色散特性的研究

在双包层近零色散平坦光子晶体光纤中引入微结构后,利用多极法对新的光子晶体光纤结构进行了数值模拟.其中在包层结构参数不变的前提下,研究了纤芯中微结构的结构参数变化对色散特性的影响.研究结果表明:通过优化纤芯结构参数,在不改变色散平坦度和色散平坦带宽的情况下,实现了色散曲线的整体下移,进而达到正常色散.     

高功率掺Yb3 双包层光子晶体光纤超荧光光源

实验报道了一种新型的高功率宽带掺Yb^3＋双包层光子晶体光纤（DC-PCF）超荧光光源（SFS）。利用端面耦合技术直接将高功率激光二极管激光器（LD，中心波长为976nm）输出的泵浦光耦合进掺Yb^3＋ DC-PCF。采用双程前向泵浦方式获得了平坦的宽带超荧光输出，最大超荧光输出功率1．649W，斜率效率为56．7％，3dB带宽为22．4nm。     

光子晶体光纤熔接损耗研究

基于有限元法分析了光子晶体光纤模场半径,为了提高计算速度,提出了一种工作波长为1．55μm时,光子晶体光纤模场半径的快速估算方法,进而实现光子晶体光纤熔接损耗的快速估算。分析表明,本文提出的方法能够准确快速的实现光子晶体光纤熔接损耗的估算。