一种新型大模场光纤制造技术

本实用新型专利技术的实施例提供了一种新型大模场光纤，涉及光纤技术领域。新型大模场光纤包括纤芯、内包层、第一折射层及外包层，内包层包覆于纤芯的外周缘，第一折射层包覆于内包层的外周缘，外包层包覆于第一折射层的外周缘，所述第一折射层的第一折射率大于所述内包层的内包折射率。在本实用新型专利技术中，新型大模场光纤的内的激光横模一般为高阶模及基模，在内包层的外周缘设置一层第一折射层，第一折射层的折射率大于内包层的内包折射率使整个新型大模场光纤对高阶模的束缚能力减弱，高阶模将更多的扩散到外包层中，从而减少高阶模与基模的重叠度，降低高阶模的增益能力并增加弯曲损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种新型大模场光纤
本技术涉及光纤
，具体而言，涉及一种新型大模场光纤。
技术介绍
光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便、结构紧凑等优点，能够获得高功率和高光束质量的激光输出，在远程焊接、三维切割、激光打标、精密加工等先进制造领域具有良好的应用前景。目前，高功率光纤激光器普遍采用双包层光纤实现低亮度泵浦光的高效耦合，随着大模场面积双包层掺杂光纤制造工艺与高亮度激光二极管泵浦技术的发展，单根单模双包层光纤激光器的输出功率以惊人的速度迅速提高，美国IPG光子技术公司的单模光纤激光器输出功率高达两万瓦。然而，随着输出功率增加到几千瓦甚至万瓦量级，光纤纤芯中功率密度和热负载大幅增加，光纤激光中激发了多种非线性物理效应，导致光纤激光功率增长缓慢甚至进入了瓶颈，近十年来光纤激光极限输出功率一直停滞不前，限制了光纤激光在各个领域的应用。目前现有技术中的光纤激光器高阶模与基模的重叠区域较大，导致激光光束质量较差。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种新型大模场光纤，其能够使整个新型大模场光纤对高阶模的束缚减弱，高阶模将更多的扩散到外包层中，从而减少高阶模与基模的重叠区域，降低高阶模的增益能力并增加弯曲损耗，从而提高激光光束的质量。本技术的实施例可以这样实现：第一方面，实施例提供一种新型大模场光纤，包括：纤芯、内包层、第一折射层及外包层，所述内包层包覆于所述纤芯的外周缘，所述第一折射层包覆于所述内包层的外周缘，所述外包层包覆于所述第一折射层的外周缘，所述第一折射层的第一折射率大于所述内包层的内包折射率。在可选的实施方式中，所述第一折射率为1.457～1.459。在可选的实施方式中，所述第一折射层的第一折射率在所述纤芯的纤芯折射率及所述内包层的内包折射率之间。在可选的实施方式中，所述内包层的厚度小于所述第一折射层的厚度。在可选的实施方式中，所述内包层的厚度为1um～4um。在可选的实施方式中，内包折射率为1.456～1.458，纤芯折射率为1.457～1.459。在可选的实施方式中，所述纤芯、所述内包层、所述第一折射层及所述外包层同心设置。在可选的实施方式中，所述新型大模场光纤还包括第二折射层，所述第二折射层设置在所述纤芯内部，所述第二折射层的第二折射率大于所述纤芯折射率。在可选的实施方式中，所述第二折射率为1.4575～1.4595。在可选的实施方式中，所述第二折射层的厚度为5um～15um。本技术实施例提供的新型大模场光纤的有益效果：新型大模场光纤包括纤芯、内包层、第一折射层及外包层，内包层包覆于纤芯的外周缘，第一折射层包覆于内包层的外周缘，外包层包覆于第一折射层的外周缘，所述第一折射层的第一折射率大于所述内包层的内包折射率。在本技术中，新型大模场光纤的内的激光横模一般为高阶模及基模，在内包层的外周缘设置一层第一折射层，第一折射层的折射率大于内包层的内包折射率使整个新型大模场光纤对高阶模的束缚能力减弱，高阶模将更多的扩散到外包层中，从而减少高阶模与基模的重叠度，降低高阶模的增益能力并增加弯曲损耗，从而提高激光的光束质量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术实施例提供的新型大模场光纤的结构示意图；图2为本技术实施提供的新型大模场光纤与传统阶跃光纤的基模与高阶模的一维光强分布；图3为本技术实施例提供的新型大模场光纤与传统阶跃光纤的基模与高阶模在弯曲下的二维光强分布；图4中(a)为本技术实施例提供的新型大模场光纤与传统阶跃光纤相同弯曲半径下传统阶跃光纤的基模的光强分布；图4中(b)为本技术实施例提供的新型大模场光纤与传统阶跃光纤相同弯曲半径下新型大模场光纤的基模的光强分布。图标：100-新型大模场光纤；110-纤芯；120-内包层；130-第一折射层；140-外包层；150-第二折射层。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本技术的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例中的特征可以相互结合。实施例请参阅图1，本实施例提供的一种新型大模场光纤100，本实施例提供的新型大模场光纤100能够使整个新型大模场光纤100对高阶模的束缚能力减弱，高阶模将更多的扩散到外包层140中，从而减少高阶模与基模的重叠度，降低高阶模的增益能力并增加高阶模的弯曲损耗，从而提高激光的光束质量。在本实施例中，新型大模场光纤100包括：纤芯110、内包层120、第一折射层130及外包层140，内包层120包覆于纤芯110的外周缘，第一折射层130包覆于内包层120的外周缘，外包层140包覆于第一折射层130的外周缘，第一折射层130的第一折射率大于内包层120的内包折射率。在本实施例中，新型大模场光纤100的内的激光横模一般为高阶模及基模，在内包层120的外周缘设置一层第一折射层130，第一折射层130的折射率大于内包层120的内包折射率使整个新型大模场光纤100对高阶模的束缚能力减弱，高阶模将更多的扩散到外包层140中，从而减少高阶模与纤芯110的重叠度，降低高阶模的增益能力并增加高阶模的弯曲损耗。在本实施例中，第一折射层130的第一折射率大于内包层120的内包折射率，在保证基模功率集中的同时不影响高阶模的功率泄漏，从而增加基模与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型大模场光纤，其特征在于，包括：纤芯、内包层、第一折射层及外包层，所述内包层包覆于所述纤芯的外周缘，所述第一折射层包覆于所述内包层的外周缘，所述外包层包覆于所述第一折射层的外周缘，所述第一折射层的第一折射率大于所述内包层的内包折射率。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型大模场光纤，其特征在于，包括：纤芯、内包层、第一折射层及外包层，所述内包层包覆于所述纤芯的外周缘，所述第一折射层包覆于所述内包层的外周缘，所述外包层包覆于所述第一折射层的外周缘，所述第一折射层的第一折射率大于所述内包层的内包折射率。


2.根据权利要求1所述的新型大模场光纤，其特征在于，所述第一折射率为1.457～1.459。


3.根据权利要求1所述的新型大模场光纤，其特征在于，所述第一折射层的第一折射率在所述纤芯的纤芯折射率及所述内包层的内包折射率之间。


4.根据权利要求1所述的新型大模场光纤，其特征在于，所述内包层的厚度小于所述第一折射层的厚度。


5.根据权利要求4所述的新型大模场光纤，其特征在于，所述内包层的厚度为1um...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶汝茂，谢亮华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：新型
国别省市：四川;51