一种双包层锥形梯度折射率增益光纤制造技术

本发明专利技术提供了一种双包层锥形梯度折射率增益光纤，在双包层锥形梯度折射率该增益光纤中，纤芯在第一方向上的折射率呈梯度分布使得该双包层锥形梯度折射率增益光纤具有了自清洁效应，解决了模式不稳定性问题，此外，纤芯的横截面在第一方向上的正投影面积逐渐减小，使得纤芯的形状为锥形结构，这种结构与普通规格的均匀光纤相比，等效纤芯直径变得更大，提高了高功率激光放大过程中的受激拉曼散射、受激布里渊散射等非线性效应阈值，降低了受激拉曼散射、受激布里渊散射对光纤中高功率激光传输的影响，解决了目前高功率激光器的功率限制，提高现有的高功率光纤激光器的输出功率。提高现有的高功率光纤激光器的输出功率。提高现有的高功率光纤激光器的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
一种双包层锥形梯度折射率增益光纤


[0001]本专利技术涉及光纤
，更具体地说，涉及一种双包层锥形梯度折射率增益光纤。

技术介绍

[0002]由于光纤本身特殊的波导结构，使得光纤激光器具有效率高、结构紧凑、热效应低，抗干扰能力强等优点，光纤激光器在激光加工、光纤通信等领域有着重要的应用。随着近年来的不断研究，光纤激光器的功率、亮度、应用范围等都得到了很大的发展；国防和工业等领域的实际应用，也使得高功率光纤激光器的需求不断增加；但是由于光纤的纤芯直径小，高功率光纤激光器功率的进一步提高也面临着许多挑战。
[0003]高功率激光在微米量级的纤芯中传输会带来热损伤等一系列问题，虽然通过增加纤芯直径，例如将单模光纤换做多模光纤在一定发展阶段降低了损伤阈值，有效提高了输出功率，但是随着人们对高功率光纤激光器光束质量要求的提高，具有较大的模场面积的多模光纤带来的模式不稳定问题仍难以解决；同时，高功率光纤激光器中非线性效应也会对激光输出带来影响。
[0004]因此，亟需一种增益光纤来解决目前高功率光纤激光器的功率限制问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种双包层锥形梯度折射率增益光纤，技术方案如下：
[0006]所述双包层锥形梯度折射率增益光纤包括：
[0007]纤芯、内包层以及外包层；
[0008]所述内包层包裹所述纤芯；所述外包层包裹所述内包层；
[0009]其中，所述纤芯包括第一端以及第二端；在第一方向上，所述纤芯的折射率呈梯度分布，所述第一方向为所述第一端指向所述第二端的方向；
[0010]所述纤芯的横截面在所述第一方向上的正投影面积逐渐减小，所述纤芯的横截面所在平面与所述第一方向垂直。
[0011]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述纤芯掺杂了稀土离子。
[0012]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述稀土离子为镱或铒或铥。
[0013]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述纤芯的最小折射率大于所述内包层的折射率。
[0014]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述内包层的折射率大于所述外包层的折射率。
[0015]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述纤芯位于所述内包层围成区域的中心位置。
[0016]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述内包层的横截面的形状
与所述外包层的横截面的形状相同，为圆形或椭圆形或六边形；
[0017]其中，所述内包层的横截面所在平面和所述外包层的横截面所在平面均与所述第一方向垂直。
[0018]可选的，在上述双包层锥形梯度折射率增益光纤中，所述双包层锥形梯度折射率增益光纤还包括：
[0019]涂覆层，所述涂覆层包裹所述外包层。
[0020]相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：
[0021]本专利技术提供了一种双包层锥形梯度折射率增益光纤，该双包层锥形梯度折射率增益光纤包括了纤芯、内包层以及外包层；内包层包裹纤芯；外包层包裹内包层；其中，纤芯包括第一端以及第二端；在第一方向上，纤芯的折射率呈梯度分布，第一方向为第一端指向第二端的方向；纤芯的横截面在第一方向上的正投影面积逐渐减小，纤芯的横截面所在平面与第一方向垂直。
[0022]在该双包层锥形梯度折射率增益光纤中，纤芯在第一方向上的折射率呈梯度分布使得该双包层锥形梯度折射率增益光纤具有了自清洁效应，解决了模式不稳定性问题；此外，纤芯的横截面在第一方向上的正投影面积逐渐减小，使得纤芯的形状为锥形结构，这种结构与普通规格的均匀光纤相比，等效纤芯直径变得更大，提高了高功率激光放大过程中的受激拉曼散射、受激布里渊散射等非线性效应阈值，降低了受激拉曼散射、受激布里渊散射对光纤中高功率激光传输的影响，解决了目前高功率激光器的功率限制，提高现有的高功率光纤激光器的输出功率。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术实施例提供的一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术实施例提供的一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的纤芯的结构示意图；
[0026]图3为本专利技术实施例提供的纤芯的折射率分布图；
[0027]图4为本专利技术实施例提供的另一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结构示意图；
[0028]图5为本专利技术实施例提供的又一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术实施例提供的又一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结构示意图；
[0030]图7为本专利技术实施例提供的又一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结构示意图；
[0031]图8为本专利技术实施例提供的又一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面的结
构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0034]参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的横截面结构示意图；参考图2，图2为本专利技术实施例提供的一种双包层锥形梯度折射率增益光纤的纤芯的结构示意图。
[0035]所述双包层锥形梯度折射率增益光纤包括：
[0036]纤芯01、内包层02以及外包层03。
[0037]所述内包层02包裹所述纤芯01；所述外包层03包裹所述内包层02。
[0038]其中，所述纤芯01包括第一端05以及第二端06；在第一方向M上，所述纤芯01的折射率呈梯度分布，所述第一方向M为所述第一端05指向所述第二端06的方向。
[0039]所述纤芯01的横截面在所述第一方向M上的正投影面积逐渐减小，所述纤芯01的横截面所在平面与所述第一方向M垂直。
[0040]具体的，如图2所示，双包层锥形梯度折射率增益光纤的纤芯01包括第一端05与第二端06，第一端05指向第二端06的方向为第一方向M，纤芯01的横截面所在平面与第一方向M垂直，纤芯01的横截面可以为圆形，在第一方向M上，纤芯01横截面的正投影面积逐渐减小，也就是说，在第一端05的横截面的正投影的面积大于在第二端06的横截面的正投影的面积，纤芯01的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双包层锥形梯度折射率增益光纤，其特征在于，所述双包层锥形梯度折射率增益光纤包括：纤芯、内包层以及外包层；所述内包层包裹所述纤芯；所述外包层包裹所述内包层；其中，所述纤芯包括第一端以及第二端；在第一方向上，所述纤芯的折射率呈梯度分布，所述第一方向为所述第一端指向所述第二端的方向；所述纤芯的横截面在所述第一方向上的正投影面积逐渐减小，所述纤芯的横截面所在平面与所述第一方向垂直。2.根据权利要求1所述的双包层锥形梯度折射率增益光纤，其特征在于，所述纤芯掺杂了稀土离子。3.根据权利要求2所述的双包层锥形梯度折射率增益光纤，其特征在于，所述稀土离子为镱或铒或铥。4.根据权利要求1所述的双包层锥形梯度折射率增益光纤，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗静，姚培军，许立新，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：