大模场光纤研究的新进展 被引量：15

1

作者 廖素英 巩马理 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期455-462,共8页

为克服光纤非线性效应和光纤损伤等对光纤激光功率增长的限制,高功率增益光纤通常采用大模场光纤结构。总结了目前大模场光纤实现的3条主要技术途径:光纤结构设计、模式选择控制和模式转换,说明各种技术途径的基本思想及主要光纤的特点... 为克服光纤非线性效应和光纤损伤等对光纤激光功率增长的限制,高功率增益光纤通常采用大模场光纤结构。总结了目前大模场光纤实现的3条主要技术途径:光纤结构设计、模式选择控制和模式转换,说明各种技术途径的基本思想及主要光纤的特点,在此基础上,指出:这些方法真正应用到实际还面临着模场畸变、高阶模抑制、光纤激光系统综合分析以及光纤加工工艺等需要克服的技术难题。最后,从光纤的性能特点、加工难易程度以及研究的理论和实验水平几方面综合比较,高阶模光纤的模式转换法和基于增益控制的反折射率导引方式是实现大模场光纤激光的两种最有效的方法,其模场面积的提升具有较大的空间。 展开更多

关键词 光纤激光器 大模场光纤 模场直径 模式转换

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高功率掺Yb^(3+)大模场光纤放大器实验研究

2

作者 黄小东 张小民 +5 位作者 李明中 王建军 张锐 赵圣之 车雅良 许党朋 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期400-402,共3页

为了研究高功率光纤放大器的工作特性,采用两级光纤放大器对整形脉冲进行放大,得到放大后的脉冲能量为10μJ、峰值功率为2.4kW。发现当抽运功率高于1.4W 时,输出功率变得很不稳定,甚至出现了能量很高的巨脉冲。模拟了掺 Yh^(3+)大模场... 为了研究高功率光纤放大器的工作特性,采用两级光纤放大器对整形脉冲进行放大,得到放大后的脉冲能量为10μJ、峰值功率为2.4kW。发现当抽运功率高于1.4W 时,输出功率变得很不稳定,甚至出现了能量很高的巨脉冲。模拟了掺 Yh^(3+)大模场光纤放大器,模拟结果与实验结果吻合较好。结果表明,信号光峰值功率放大到几千瓦时尚未饱和,光纤内仍有很多剩余储能,重新对放大器的设计进行优化,可以获得更高的能量。 展开更多

关键词 光纤光学 掺YB^3+光纤 大模场光纤放大器 数值模拟 巨脉冲

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梳状大模场光纤结构的优化设计 被引量：1

3

作者 苗效方 吴鹏 赵保银(指导) 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期179-184,共6页

通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法,对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化,使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明,与已有单一梳状折射率分布的光纤相比,优... 通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法,对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化,使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明,与已有单一梳状折射率分布的光纤相比,优化后的大模场光纤的模场面积提高了700μm^2以上,且在相同弯曲半径下,基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 d B/m。此外,通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布,包括高斯分布、平坦化分布和环状分布,满足特殊激光加工工业的应用需求。 展开更多

关键词 光纤光学 大模场光纤 模场调制 弯曲损耗 激光加工

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基于双包层大模场光纤的Fabry-Perot应变传感器

4

作者 周康鹏 何巍 +2 位作者 张雯 骆飞 祝连庆 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第9期1-4,7,共5页

提出了一种通过化学腐蚀对双包层大模场光纤进行加工,并结合放电熔接工艺制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。将尺寸为20/125μm的双包层大模场光纤端面切平后在浓度为40%氢氟酸中浸泡20 min使光纤端面形成凹槽,再与端... 提出了一种通过化学腐蚀对双包层大模场光纤进行加工,并结合放电熔接工艺制备光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)传感器的方法。将尺寸为20/125μm的双包层大模场光纤端面切平后在浓度为40%氢氟酸中浸泡20 min使光纤端面形成凹槽,再与端面切平的HI-1060光纤进行熔接,在熔接点处形成气泡,构成全光纤F-P腔结构,反射谱波长周期为9 nm,条纹对比度达到9. 55 dB。采用等强度梁对传感器的应变特性进行测试与分析,在0~350με范围内分别进行加载与卸载实验,波长灵敏度大于2. 88 pm/με,线性度高于0. 99。 展开更多

关键词 双包层大模场光纤 单模光纤 化学腐蚀 氢氟酸 法布里-珀罗 应变

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高功率高耦合效率光纤模场匹配器 被引量：9

5

作者 王智勇 张晶 +2 位作者 葛廷武 孙畅 董繁龙 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期319-324,共6页

为了提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率,利用加热扩芯的方法,对单模光纤进行了热扩芯处理,实现了大模场面积双包层光纤15/130μm到单模光纤6/125μm的模式匹配。对进行热扩芯处理的模场匹配器的传输损耗进行了理论分析;利用自行... 为了提高大模场面积光纤到单模光纤的耦合效率,利用加热扩芯的方法,对单模光纤进行了热扩芯处理,实现了大模场面积双包层光纤15/130μm到单模光纤6/125μm的模式匹配。对进行热扩芯处理的模场匹配器的传输损耗进行了理论分析;利用自行搭建的中心波长为1 064nm的激光光源分别测量了商用及自制的模场匹配器的传输损耗。实验结果表明:采用加热扩芯的方法极大地提高了大模场面积光纤到单模光纤的模场匹配器的模式耦合效率。与商用的模场匹配器相比,自制的模场匹配器具有更高的耦合效率和运行功率,其热处理能力更强,可靠性也更好,运行功率可以达到100W;在进行风冷的情况下,稳定工作时间累计为120min,最终可以获得73W的单模光输出,热处理能力为27W。模场匹配器性能的提高满足了高功率光纤元器件发展的需要,有利于实现光纤激光系统的全光纤化。 展开更多

关键词 大模场光纤 单模光纤 热扩芯 模场匹配器 耦合效率

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大模场掺铥光纤增益特性研究 被引量：1

6

作者 李远 延凤平 +1 位作者 刘硕 白卓娅 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期638-645,共8页

为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥... 为了进一步提升光纤激光器的输出功率,采用大模场面积掺铥光纤来抑制非线性效应,利用非均匀布喇格掺铥光纤结构,通过优化参量,在满足单模传输条件下获得模场面积为719μm2的大模场面积光纤。基于此光纤建立了793nm波长抽运下大模场掺铥光纤放大器理论模型。由于大模场面积光纤能降低光功率密度,抑制Stokes光功率,因此该种光纤放大器在高抽运功率下相比普通单模光纤放大器能够得到更大的输出功率。结果表明,当抽运光功率为100W时,所设计大模场面积光纤与普通单模光纤相比,转换效率提高5%,达到40%,输出功率达到41.01W。以上研究对于实际掺铥光纤放大器的设计有重要应用价值。 展开更多

关键词 光纤光学 大模场光纤 掺铥光纤放大器 非线性光学

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大模场面积光纤激光器79.4 W单横模输出 被引量：2

7

作者 李立波 楼祺洪 +3 位作者 周军 董景星 魏运荣 李进延 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1089-1092,共4页

采用光纤缠绕方法,对国产大模场面积多模光纤激光器缠绕前后的输出性能进行了对比研究。将光纤激光器输出端在半径为65 mm的圆筒上缠绕两圈后,获得了单横模输出。光纤缠绕前后,激光器的光束质量因子由1.24减小为1.06,斜率效率由64.7%减... 采用光纤缠绕方法,对国产大模场面积多模光纤激光器缠绕前后的输出性能进行了对比研究。将光纤激光器输出端在半径为65 mm的圆筒上缠绕两圈后,获得了单横模输出。光纤缠绕前后,激光器的光束质量因子由1.24减小为1.06,斜率效率由64.7%减小为54.3%。当泵浦功率为149 W时,缠绕前后的输出功率分别为94.7 W和79.4 W。虽然缠绕后功率有所减小,但激光亮度增加了15%。同时对实验所用光纤的缠绕损耗进行了理论计算,实验结果与理论计算值符合得较好。 展开更多

关键词 光纤激光器 单横模输出 缠绕损耗 大模场面积多模光纤

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双层孔大模场微结构光纤的模式特性分析

8

作者 李裕蓉 陈明阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1412-1415,共7页

本文分析一种由两层低折射率孔组成的大模场光纤的模式特性.采用多极法和有限元方法数值计算并分析了内层孔与外层孔尺寸变化对光纤基模与高阶模的束缚损耗与弯曲损耗的影响,设计获得了一种具有较高的高阶模和基模损耗比同时允许一定程... 本文分析一种由两层低折射率孔组成的大模场光纤的模式特性.采用多极法和有限元方法数值计算并分析了内层孔与外层孔尺寸变化对光纤基模与高阶模的束缚损耗与弯曲损耗的影响,设计获得了一种具有较高的高阶模和基模损耗比同时允许一定程度弯曲的大模场光纤.结果表明:当内层孔直径为34μm,外层孔直径为24μm时,其基模束缚损耗为0.000 17dB/m,而高阶模束缚损耗为1.39dB/m;光纤的基模模场面积为2 150.9μm2,当弯曲半径为1.2m时,弯曲损耗为0.106dB/m. 展开更多

关键词 大模场光纤 束缚损耗 单模传输

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大模场啁啾光纤光栅的光谱特性(英文) 被引量：1

9

作者 赵保银 段开椋 赵卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1794-1798,共5页

将一种矩阵算法拓展应用于数值求解多模耦合模微分方程,并使用该矩阵算法对大模场啁啾光纤光栅的光谱特性进行了理论研究。结果表明,大模场多模光纤光栅因模式的自耦合和互耦合而使反射谱存在多个反射峰,这与单模光纤光栅的反射谱不同... 将一种矩阵算法拓展应用于数值求解多模耦合模微分方程,并使用该矩阵算法对大模场啁啾光纤光栅的光谱特性进行了理论研究。结果表明,大模场多模光纤光栅因模式的自耦合和互耦合而使反射谱存在多个反射峰,这与单模光纤光栅的反射谱不同。由于光栅周期存在啁啾,大模场光纤光栅的反射峰分裂,且峰值反射率减小。使用高斯切趾函数可使反射峰分裂在一定程度上得到改善。 展开更多

关键词 矩阵方法 大模场啁啾光纤光栅 耦合模理论 切趾函数

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大模场双包层光纤熔接的功率对准技术研究 被引量：1

10

作者 李雪 韩志刚 +2 位作者 尹路 孟令强 朱日宏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期337-341,共5页

为了提高高功率光纤激光器中大模场双包层光纤的熔接质量,采用NUFERN 20/400μm双包层光纤搭建了光功率对准系统,对大模场双包层光纤中存在包层光以及纤芯中只有基模和存在高阶模时光纤径向偏移与耦合效率的关系进行了理论分析和实验验... 为了提高高功率光纤激光器中大模场双包层光纤的熔接质量,采用NUFERN 20/400μm双包层光纤搭建了光功率对准系统,对大模场双包层光纤中存在包层光以及纤芯中只有基模和存在高阶模时光纤径向偏移与耦合效率的关系进行了理论分析和实验验证。结果表明,大模场双包层光纤中包层光和纤芯中高阶模的存在使耦合效率对径向偏移变化的敏感度降低,滤除包层光和高阶模后耦合效率随光纤径向偏移量呈高斯型变化;使用光功率对准系统搭建千瓦级双端抽运激光系统,最大输出功率约1170W,光光转换效率约73%,光束质量约1.22,实现了千瓦级准单模输出。光功率对准技术能够实现待熔光纤的精确对准,对高功率光纤激光器输出性能的提升有重要意义。 展开更多

关键词 光纤光学 高功率光纤激光器 光纤熔接 光功率对准技术 大模场双包层光纤

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通信光纤及光子晶体光纤偏振模式色散的测量方法

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作者 任莉 井文才 +2 位作者 张以漠 贾大功 于晋龙 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2005年第6期59-61,共3页

从基本原理、系统配置和优缺点等方面系统阐述了国际电工委员会规定的四种标准偏振模色散测量方法—琼斯矩阵本征分析法、波长扫描计算法、波长扫描傅立叶变换法和干涉法,并进行了比较和分析。通过对大模场光子晶体光纤偏振模色散特性分... 从基本原理、系统配置和优缺点等方面系统阐述了国际电工委员会规定的四种标准偏振模色散测量方法—琼斯矩阵本征分析法、波长扫描计算法、波长扫描傅立叶变换法和干涉法,并进行了比较和分析。通过对大模场光子晶体光纤偏振模色散特性分析,说明了针对普通单模光纤制订的标准测量方法可应用于新型光子晶体光纤的PMD测量。 展开更多

关键词 偏振模式色散 差分群延迟 相关长度 大模场光子晶体光纤

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增益导引折射率反导引光纤激光特性的研究 被引量：2

12

作者 王伟能 谭晓玲 +3 位作者 田振 耿优福 王鹏 姚建铨 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期503-505,共3页

为了实现大模场单模光纤,采用增益导引和折射率反导引相结合的新方法,进行了腔镜反射率对增益导引折射率反导引光纤激光器影响的理论研究,数值模拟了不同增益系数和负折射率差值情况下的模场分布及对模场的影响,得出了单模运转条件。结... 为了实现大模场单模光纤,采用增益导引和折射率反导引相结合的新方法,进行了腔镜反射率对增益导引折射率反导引光纤激光器影响的理论研究,数值模拟了不同增益系数和负折射率差值情况下的模场分布及对模场的影响,得出了单模运转条件。结果表明,增益导引和折射率反导引光纤可以实现大模场面积,这为设计大模场光纤提供了理论依据,具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤激光器 大模场光纤 增益导引 折射率反导引 增益阈值

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基于大型科研项目的教学实验设计 被引量：7

13

作者 沈骁 程勇 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第8期189-193,共5页

文章以折射率反导引掺钕磷酸盐玻璃大模场光纤的制备与性能测试项目为例,研究了将大型科研项目应用于本科生创新实践教学的具体做法。项目过程包括光纤设计、玻璃材料制备、光纤预制棒制备、光纤拉制及光学性能测试等内容,融合了材料、... 文章以折射率反导引掺钕磷酸盐玻璃大模场光纤的制备与性能测试项目为例,研究了将大型科研项目应用于本科生创新实践教学的具体做法。项目过程包括光纤设计、玻璃材料制备、光纤预制棒制备、光纤拉制及光学性能测试等内容,融合了材料、物理、化学和机电等多个学科的理论知识,涵盖了一个完整的科研过程。学生通过全程参与这一大型科研项目,能够学到实验方法、数据分析、图表制作、仪器使用等多种技能,提高科研素质和动手能力,为今后从事相关工作打下一定基础。 展开更多

关键词 教学改革 大型科研项目 创新实验 大模场光纤 光谱性质 Comsol 光电信息

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掺镱PCF的端面处理工艺及激光性能研究(特邀)

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作者 冯素雅 于春雷 +2 位作者 王孟 王世凯 胡丽丽 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第12期234-238,共5页

基于自制的掺镱大模场光子晶体光纤,探索出一种高效快速的光子晶体光纤端面处理工艺。使用二氧化碳激光熔接机对光子晶体光纤进行旋转加热处理,并配合大口径光纤切割刀对塌缩区域进行切割。通过对比光纤在不同激光加热功率和加热时间下... 基于自制的掺镱大模场光子晶体光纤,探索出一种高效快速的光子晶体光纤端面处理工艺。使用二氧化碳激光熔接机对光子晶体光纤进行旋转加热处理,并配合大口径光纤切割刀对塌缩区域进行切割。通过对比光纤在不同激光加热功率和加热时间下的塌缩效果,确定了最佳的加热功率和时间。对端面处理后的光纤进行激光震荡实验,测试光纤的激光性能,与未进行端面处理时的激光实验结果相比较,端面塌缩处理没有对光纤的激光性能产生较大的影响。通过所述的实验方法,成功得到高质量光子晶体光纤塌缩端面,空气孔塌缩界面齐整,且没有对光纤本身的激光性能产生较大的影响。实验工艺周期短、成功率高,证明利用激光加热塌缩来处理光子晶体光纤端面是一种非常有效的方法,极大地拓展了光子晶体光纤的使用范围,具有很强的实用价值。 展开更多

关键词 光子晶体光纤 大模场光纤 二氧化碳激光 光纤塌缩

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《激光技术》2009年总目次

15

《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期I0001-I0004,共4页

关键词 《激光技术》 光纤激光器 脉冲光纤放大器 抽运 泵浦 光子晶体 相干合成 激光打孔 激光加工 增益导引 双芯光子晶体光纤 激光辐照 激光疗法 高斯光束 大模场光纤 激光偏振 YAG 目次

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