高阶模滤除器制造技术

本发明专利技术提供一种高阶模滤除器，包括光纤，在光纤纤芯外侧的包层中设置有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致。利用纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合，从而实现纤芯高阶模的滤除，该器件对抑制高功率光纤激光器中的模式不稳效应、提升激光器的输出功率具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
高阶模滤除器
本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种高阶模滤除器。
技术介绍
模式不稳是限制高功率大芯径光纤激光器功率进一步提升的重要限制因素。由于激光器所用的光纤芯径较大，其能同时支持LP01模以及LP11模的传输，两种模式在纤芯内发生干涉，干涉场的强度沿光纤的轴向呈现出周期性分布，在一定阈值条件下，由于光热效应，周期性的干涉场会导致热致折射率长周期光栅，其周期为干涉的拍长，当激光器存在噪声或其他扰动时，干涉场与热致长周期光栅间存在相位差，进而长周期光栅发生移动，LP01模与LP11模的能量发生交换，输出激光的功率发生周期为毫秒级别的波动，且光束质量急剧恶化，继续提高泵浦功率，激光器的输出功率下降。目前抑制模式不稳的方法主要是通过改变泵浦方式、泵浦波长以及信号光波长来实现，这些方法改变了激光器的热负荷，从而提升了模式不稳的阈值。但这些方法并不能从根源上解决问题。另外，设计大芯径可抑制高阶模的光纤是一个长期的任务，虽然理论上可行，但光纤拉制工艺有待进一步探索。有研究表明，提高LP01模的光子寿命或降低LP11模的光子寿命可以提升模式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高阶模滤除器，其特征在于：包括光纤，光纤的纤芯能够同时支持两个模式传输，即LP

【技术特征摘要】
1.高阶模滤除器，其特征在于：包括光纤，光纤的纤芯能够同时支持两个模式传输，即LP01模与LP11模；在光纤纤芯外侧的包层中设置有包层波导，所述包层波导具有一定长度，所述包层波导的长度方向与光纤的长度方向一致，纤芯和包层波导各自的倏逝场之间的能量交叠实现模式耦合。


2.根据权利要求1所述的高阶模滤除器，其特征在于：所述光纤为大芯径光纤，其纤芯直径为20μm。


3.根据权利要求1所述的高阶模滤除器，其特征在于：包层波导采用飞秒激光刻写而成。


4.根据权利要求1所述的高阶模滤除器，其特征在于：所述包层波导的半径设置为4μm。


5.根据权利要求1所述的高阶模滤除器，其特征在于：所述纤芯与包层波导间的间距在20μm以内。


6.根据权利要求1所述的高阶模滤除器，其特征在于：所述包层波导的折射率满足以下相位匹配条件：



其中为纤芯LP11模的传播常数，βwaveguide为包层波导基模的传播常数，其中包层波导基模的传播常数和包层波导基模的有效折射率之间的关系为：



其中，λ为激光波长，neff为包层波导基模的有效折射率。


7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的高阶模滤除器，其特征在于：所述光纤纤芯的x方向与y方向的外侧包层中均刻写有一定长度的包层波导，纤芯中的LP11a模与x方向的包层波导的基模耦合，纤芯中的LP11b模与y方向的包层波导的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王泽锋，李宏业，王蒙，饶斌裕，田鑫，赵晓帆，胡琪浩，奚小明，陈子伦，潘志勇，王小林，许晓军，陈金宝，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43