2012年度十大优秀光纤激光技术论文

2012-12-17 00:23

　　三、高功率光纤激光器研究现状分析

　　一、主要技术路线

　　高功率光纤激光器应该具备的特点：高功率激光；高损伤阈值；优良导热率；全玻璃光纤；高非线性阈值；大模场光纤；短光纤；高泵浦吸收率；包层小；高数值孔径。

　　大模场激光光纤的研究目标：增大模场面积；提高光束质量；提升输出功率；增加稳定特性。

　　致力于大模场光纤的重要研究机构：

　　美国能源部Sandia国家实验室

　　美国Aculight公司

　　美国OFS实验室

　　美国罗切斯特大学（University of Rochester）

　　美国密执安大学（University of Michian）

　　德国耶拿大学（University of Jena）

　　德国IPG光子公司

　　英国南安普敦大学（University of Southampton）

　　芬兰Liekki公司

　　日本北海道大学（Hokkaido University）

　　研究的总体思路：立足于光纤的结构设计，通过改变纤芯或包层的折射率分布，降低等效折射率差，并改进纤芯的掺杂分布，突出基模的增益优势，达到增大模场面积、抑制高阶模的目的，同时借助于外部的选模方式、模式转换等机制，有效滤除高阶模，实现单模输出，并确保系统稳定工作。

　　光纤结构设计---多模光纤---复合导引光纤/光子晶体光纤---单模光纤/大模面积

　　模式选择控制---多模光纤---弯曲选模/泄漏选模---多模光纤/单模输出

　　模式转换---基模光纤---高阶模光纤---基模光纤

　　光纤的结构设计：纤芯折射率变化；包层折射率变化；折射率和掺杂分布变化；光子晶体结构。

　　1.光纤的结构设计

　　几种纤芯的折射率分布图

　　纤芯的折射率分布影响模场特性

　　高折射率区分布偏离轴心，有利于增加模场面积，但模场的约束能力下降，弯曲引起的畸变严重；

　　高折射率区越趋向中心，模场的抗弯性加强，弯曲变少，但模场面积偏小

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