掺镱光子晶体光纤

《掺镱光子晶体光纤》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、万方数据2009年第2期(总第152期)光通信研究STUDYON0PTICALCoMMUNlCATIoNS2009．04(Sum．No．152)光纤技术与应用国产化大模场掺镱光子晶体光纤的设计与制备陈伟，李诗愈。王彦亮。雷道玉(光纤通信技术和网络国家重点实验室烽火通信科技股份有限公司光纤研发郝。湖北武汉430074)摘要：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铸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o．65，纤芯

2、数值孔径为o．06，有效模场面积为l465．7“m2。关键词：光子晶体光纤；掺镱；双包层；设计；制备中囤分类号：TN818文献标识码：A文章编号：1005—8788(2009)02一0045一02DesignandfabricationofhighnumericaIapertureandlargemode—fieIdYtterbium—dopedphotoniccrystaIfibersChenWei，LiShiyu，W蛐gY如lia呜，kjDaoyu(SKLof0CTN，0pticalFiberDepartme

3、ntofFiberHomeTelecommunicationTechnologiesCo．，Ltd．，Wuhan430074，China)Abstract：Inthisletter，wefirstdesignthewaveguidestructureofalarge—mode—fielddouble。claddingPhotonicCrystalFiber(PCF)andthenfabricateahighnumericalapertureandlargemode一“eldYb3+一dopeddouble—cla

4、ddingPCFforthefirsttimeinChinabyusingthepatenttechnologieswithourownIPR．TheNumericalAperture(NA>ofitsinnercladdingisashighasO．65，theNAofitsfibercoreO．06anditseffectivemode_“eldarea1465．7“m2．Asfarasweknow，thisisthefirstreportinChina．KeywoI’ds：PCF；Yb3+一doped；do

5、ublecladding；design}fabrication光纤激光器已经广泛应用于激光切割、激光焊接、激光钻孔、激光雕刻、激光打标、激光雷达、传感技术和空间技术以及激光医学等领域[1]。掺镱光纤激光器单根光纤已经实现了2000w的激光功率输出。但是，常规掺镱双包层光纤利用掺杂来实现光纤包层与纤芯之间的折射率差，这使得维持单模传输的纤芯面积难以增加，限制了双包层掺镱光纤激光器性能的进一步提高。双包层掺镱光子晶体光纤(PCF)的诞生。解决了大有效面积与单模传输的矛盾，极大地推动了光纤有源器件的技术进步。可以根据激

6、光器件的要求，设计制造出掺杂浓度高、模场面积大、内包层数值孔径大的纤芯，同时维持纤芯单模传输的高性能。双包层掺镱PCF的基本原理是：内包层采用小占空比的空气微孔点阵，实现纤芯的单模传输，既能实现较大的模场面积，减小高功率激光传输形成的非线性效应，又能实现高光束质量的激光输出；外包层采用较大的空气孔，形成较大的折射率反差，从而增大内包层的数值孔径，提高泵浦光耦合效率，其内包层975nm的数值孔径可以达到O．9。而且。由于外包层中分布着较大的空气孔，没有光辐射到光纤的涂层上，大大地提高了该光纤激光器的散热性能和耐热性

7、能。相比国外，我国PCF的研究起步较晚，高性能掺稀土PCF的研究起步更晚，而国外则在高功率光纤激光器方面对我国实行技术封锁和贸易禁运，设置技术障碍与贸易壁垒。为了促进国内高功率光纤激光技术的进步与产业升级，武汉邮电科学研究院烽火通信科技股份有限公司自主开发了高性能的掺稀土PCF，本文将就这一技术进行阐述。1兼具大模场与单模特性的掺镱PCF的设计原理对于常规标准单模光纤而言，其归一化传输频率v。f为v5mf=塑半(n乙。一咒k吣)0‘5，(1)^式中，口为纤芯半径；A为波长；n。。为纤芯折射率；n。laddilIg

8、为包层折射率。当v。f<2．405时，光纤才是单模的。当‰r=2．405时，测试的波长为截止波长。当传输的光波长大于光纤的截止波长时可以实现单模传输。收稿日期：2008—11一17基金项目：国家“九七三”计划资助项目(2003CB314905)；国家“八六三”计划资助项目(2007AA032447)作者简介：陈伟(1976一)，男，湖北大悟人，工程师．博士研究生，主要从事