掺杂光纤优化设计方法技术

本发明专利技术提出一种掺杂光纤优化设计方法，包括纤芯尺寸、NA大小设计，输出功率阈值预估，折射率分布细化设计，光纤综合性能评估等步骤。本发明专利技术能够在光纤设计环节同时考虑光纤基础参数以及光纤折射率分布对掺杂光纤性能的影响。通过引入有限元仿真方法来精确地分析光纤的有效模场面积，高阶模式损耗等特征指标，最终得到良好的掺杂光纤设计。本发明专利技术具备通用性，本发明专利技术能够同时兼顾其他限制光纤激光功率提升的非线性效应阈值分析，例如受激拉曼散射效应、四波混频效应、自相位调制效应、热透镜效应等。本发明专利技术能够对高性能掺杂光纤的高效设计和性能评估提供直接的技术路径，能够服务于高功率掺杂光纤的性能优化设计和高效研发。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及到光纤设计，尤其是一种掺杂光纤优化设计方法。

技术介绍

1、高功率光纤激光器具有光束质量好、热管理高效、可柔性操作以及鲁棒性性能好等优势。目前高功率光纤激光系统的性能提升主要还面临着多种非线性效应，如受激布里渊散射效应等和模式不稳定效应等的制约。其中受激布里渊散射效应会诱导产生不稳定的斯托克斯脉冲光，限制光纤激光系统的功率提升；而模式不稳定效应则会诱发基模与高阶模之间的动态能量耦合，限制光纤激光系统的亮度提升。为了综合评估受激布里渊散射效应和模式不稳定效应等对输出激光阈值的影响，进而提升高功率光纤激光系统的性能，需要建立理论模型对光纤激光器的阈值特性进行评估，以高效地指导高功率光纤激光系统的设计和优化。

2、传统技术方案对于光纤性能的评估都仅限于研究单一参数对高功率激光系统的某一个非线性效应的影响。但是光纤参数改变对不同非线性效应的作用效果可能是截然相反的，例如增加增益光纤的纤芯直径，将会提升系统的受激布里渊散射效应的阈值，而模式不稳定效应的阈值则会降低。由此可见，传统方法具有明显局限，无法综合评估高功率光纤激光系统的输出功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，获取不同纤芯尺寸和NA大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的系统功率阈值，方法包括：对于第i种纤芯尺寸和NA大小下的掺杂光纤，获取第i种纤芯尺寸和NA大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的各种非线性效应阈值，选取其中最小的非线性效应阈值作为第i种纤芯尺寸和NA大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的系统功率阈值。

3.根据权利要求1或2所述的掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，获取不同折射率分布下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激...

【技术特征摘要】

1.掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，获取不同纤芯尺寸和na大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的系统功率阈值，方法包括：对于第i种纤芯尺寸和na大小下的掺杂光纤，获取第i种纤芯尺寸和na大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的各种非线性效应阈值，选取其中最小的非线性效应阈值作为第i种纤芯尺寸和na大小下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的系统功率阈值。

3.根据权利要求1或2所述的掺杂光纤优化设计方法，其特征在于，获取不同折射率分布下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的系统功率阈值，方法包括：对于第j种折射率分布下的掺杂光纤，获取第j种折射率分布下的掺杂光纤作为增益光纤应用于目标激光系统后的各种非线性效应阈...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏飞，李魏，陈金宝，王泽锋，刘伟，杨欢，杜赫庭，陈益沙，陈子伦，司磊，
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：