大模场石英传能光纤制造技术

本实用新型专利技术提供一种大模场石英传能光纤，包括纤芯，纤芯周围交错围绕两种或两种以上折射率交错设置的环状包层。本实用新型专利技术的大模场石英传能光纤，通过在纤芯周围采用折射率高低交错的环状结构，很大程度上提高了模场面积。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种大模场石英传能光纤，包括纤芯，纤芯周围交错围绕两种或两种以上折射率交错设置的环状包层。本技术的大模场石英传能光纤，通过在纤芯周围采用折射率高低交错的环状结构，很大程度上提高了模场面积。【专利说明】大模场石英传能光纤
本技术属于光学领域，涉及一种多包层环状结构的大模场石英传能光纤的设计方法。
技术介绍
高能激光传输光纤在国家安全、国防建设、高新技术产业化和科技前沿等领域都具有广泛的应用前景。可用于高能激光传输的光纤材料，传统双包层石英光纤是典型的代表，这主要得益于其在通过降低纤芯数值孔径来增大模场面积，从而有效的降低非线性效应来实现高能传输。但传统双包层石英光纤也具有固有的限制，例如纤芯数值孔径不能无限降低，模场面积不能无限增大等等。相比较而言，多包层环状结构的大模场石英传能光纤在与传统双包层石英光纤保持同等尺寸的情况下能实现更大的模场面积，因而可以成为双包层光纤的替代材料进入国防安全领域。弯曲损耗是实现高能传输的最大障碍之一。基模弯曲损耗造成传输能量降低，高阶模与基模弯曲损耗过于接近限制模场面积的增大。因此，设计出基模损耗小(< ldB/m)高阶模损耗大(> 100dB/m)的大模场光纤成为一个科研难题。降低基模弯曲损耗同时增大高阶模弯曲损耗的主要方法是通过调整芯层折射率与包层折射率分布结构来实现。因此如何得到较大模场面积而仍然保持优良单模性能的大模场光纤成为一项重要的科研题目。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本技术提供一种大模场石英传能光纤，通过在纤芯周围采用折射率高低交错的环状结构，很大程度上提高了模场面积。本技术技术方案:大模场石英传能光纤，包括纤芯，其特征在于:所述纤芯周围交错围绕两种或两种以上折射率交错设置的环状包层。上述包层包括第一包层和第二包层，所述第一包层和第二包层交错设置，所述第一包层的折射率大于第二包层的折射率。上述第一包层的折射率范围1.44217?1.47012，宽度是I?8 μ m。上述第二包层的折射率范围1.44217?1.47012，宽度是I?8 μ m。上述第一包层和第二包层的层数分别是3?12层。上述纤芯的折射率是1.44862，纤芯直径是20 μ m。技术的有益效果:本技术通过在纤芯周围采用折射率高低交错的环状结构，很大程度上提高了模场面积。在IOSOnm处模场面积大于400 μ m2，基模弯曲损耗小于ldB/m,而高阶模弯曲损耗大于100dB/m.可以满足高功率激光在1.0 μ m附近的信号传输的需求。多包层环状结构的大模场石英传能光纤是传统双包层大模场光纤的有力竞争者，有望被大量应用于国防工业和经济建设中。【专利附图】【附图说明】图1是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的截面示意图；图2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第5实施例的折射率分布图；图3是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第30实施例的折射率分布图；图4是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第92实施例的折射率分布图；图5是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第117实施例的折射率分布图；图6是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第124实施例的折射率分布图；图7.1,7.2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第5实施例在高能激光区域与传统双包层阶跃光纤模场面积对比图和基模与高阶模弯曲损耗对比图；图8.1,8.2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第30实施例在高能激光区域与传统双包层阶跃光纤模场面积对比图和基模与高阶模弯曲损耗对比图；图9.1,9.2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第92实施例在高能激光区域与传统双包层阶跃光纤模场面积对比图和基模与高阶模弯曲损耗对比图；图10.1,10.2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第117实施例在高能激光区域与传统双包层阶跃光纤模场面积对比图和基模与高阶模弯曲损耗对比图；图11.1,11.2是本技术所提供的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的第124实施例在高能激光区域与传统双包层阶跃光纤模场面积对比图和基模与高阶模弯曲损耗对比图。【具体实施方式】参见图1，本技术的大模场石英传能光纤，，为纤芯周围被折射率高(nh)低(Ii1)交错的多包层所围绕，当包层折射率和厚度符合一定的关系时，满足条件的光被较好的束缚在光纤的范围内向前传播，其他的光则经过较大的损耗而耗散掉。通过适当的设计，环状结构光纤中的基模要求其损耗比其他模式低几个数量级，经过一段长度的传输，光纤中仅有基模能够保留下来，由此实现有效的单模传输。本技术的多包层环状结构的大模场石英传能光纤的结构是由纤芯折射率为1.44862，直径为20μπι，周围由高折射率(nh=1.44862)、宽度(Lh)为I?8 μ m、层数(Nh)为3?12层和低折射率Oi1 = 1.44692)、宽度(L1)为I?8 μ m、层数(N1)为3?12层的结构组成。本技术的具体实施例参见表1-表14:表I【权利要求】1.大模场石英传能光纤，包括纤芯，其特征在于:所述纤芯周围交错围绕两种或两种以上折射率的环状包层。2.根据权利要求1所述的大模场石英传能光纤，其特征在于:所述包层包括第一包层和第二包层，所述第一包层的折射率大于第二包层的折射率。3.根据权利要求2所述的大模场石英传能光纤，其特征在于:所述第一包层的折射率范围1.44217?1.47012，宽度是I?8 μ m。4.根据权利要求3所述的大模场石英传能光纤，其特征在于:所述第二包层的折射率范围1.44217?1.47012，宽度是I?8 μ m。5.根据权利要求4所述的大模场石英传能光纤,其特征在于:所述第一包层和第二包层的层数分别是3?12层。6.根据权利要求5所述的大模场石英传能光纤，其特征在于:所述纤芯的折射率是.1.44862，纤芯直径是20 μ m。【文档编号】G02B6/036GK203561766SQ201320383667【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日 【专利技术者】林傲祥, 李璐, 师腾飞, 何建丽, 湛欢 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林傲祥，李璐，师腾飞，何建丽，湛欢，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：实用新型
国别省市：