一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤及其制备方法，解决了现有高能粒子辐照条件下铒镱共掺光纤性能下降甚至失效以及更高功率单模输出的问题，包括由内至外依次设置的纤芯、内包层、外包层；所述纤芯包括由内至外依次设置的中心芯层、环形下陷芯层、环外芯层；所述纤芯的Er、Yb组分含量由内到外沿径向呈幂函数渐变分布，幂函数的指数α为0.3～0.6，具体含量为：Er：0.05～0.3Wt.％，Yb：1～5Wt.％；纤芯共掺组分为P、Ce、F；所述外包层为下陷掺氟层。下陷掺氟层。下陷掺氟层。

【技术实现步骤摘要】
一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤及其制备方法


[0001]本专利技术属于光纤
，具体涉及一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤及其制备方法。

技术介绍

[0002]空间激光通信技术具有传输速率快、通信容量大、抗电磁干扰性能强、保密性高等优势，且其通信终端体积小、功耗低、实用性极高，被认为是解决传统无线电通信带宽不足、速率不高、实时性不好的最佳方案。光纤放大器作为空间激光通信系统的关键部件，主要用于光发射系统的高功率放大和光接收系统的前置放大，在空间激光通信中发挥着重要作用。
[0003]近年来，探月、火星探测等深空探索活动日益频繁，空间数据高速率、远距离的传输显得尤为关键，因而对光纤放大器的输出功率提出了更高的要求。但是，传统掺铒光纤放大器的饱和输出功率只能达到约30dBm(1W)，无法满足空间激光通信高输出功率的要求。研究人员发现，在掺铒光纤中共掺Yb
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是最为理想的解决方案，由于Yb
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具有比Er
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更大的吸收截面(800～1100nm)，且Yb
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：包括由内至外依次设置的纤芯、内包层(4)、外包层(5)；所述纤芯包括由内至外依次设置的中心芯层(1)、环形下陷芯层(2)、环外芯层(3)；所述纤芯的Er、Yb组分含量由内到外沿径向呈幂函数渐变分布，幂函数的指数α为0.3～0.6，具体含量为：Er：0.05～0.3Wt.％，Yb：1～5Wt.％；纤芯共掺组分为P、Ce、F；所述外包层(5)为下陷掺氟层。2.根据权利要求1所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述内包层(4)的横截面形状为八边形，所述外包层(5)周向均布偶数个环绕通孔(8)，所述环绕通孔(8)的横截面形状为圆形或多边形。3.根据权利要求2所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：还包括依次设置在外包层(5)外侧的碳薄膜(6)以及聚合物保护层(7)。4.根据权利要求3所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述中心芯层(1)的共掺组分含量分别为：P：10～18Wt.％，Ce：0.4～1.6Wt.％，F：0.8～1.5Wt.％；所述环形下陷芯层(2)的共掺组分含量分别为：P：8～16Wt.％，Ce：0.5～1.8Wt.％，F：1.5～3.0Wt.％；所述环外芯层(3)的共掺组分含量分别为：P：6～14Wt.％，Ce：0.6～2.0Wt.％，F：0.8～1.5Wt.％。5.根据权利要求3或4所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述外包层(5)掺杂组分F的掺杂含量为3.0～5.0Wt.％；所述纤芯、内包层(4)以及外包层(5)的材质均为石英，所述碳薄膜(6)为石墨烯薄膜。6.根据权利要求5所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述中心芯层(1)与环外芯层(3)的折射率相同，均大于环形下陷芯层(2)；所述中心芯层(1)、环外芯层(3)与环形下陷芯层(2)的相对折射率差Δn1的取值范围均为0～4.0
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【专利技术属性】
技术研发人员：折胜飞，侯超奇，郭海涛，高崧，张岩，李艺昭，王根成，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：