近年來，高功率摻鐿光纖激光器以其高功率、高可靠性、高光束質(zhì)量等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用在工業(yè)、醫(yī)療、科研、軍事等領(lǐng)域。然而隨著輸出功率的逐步提高，非線性效應(yīng)及熱損傷成為制約光纖激光器發(fā)展的重要因素。他們使光纖激光器的光束質(zhì)量降低，輸出功率難以進(jìn)一步提高，阻礙了光纖激光器的進(jìn)一步發(fā)展。因此，研究大模場，高摻雜，高光束質(zhì)量的光纖是目前光纖激光器發(fā)展急需解決的問題。
武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室光纖激光技術(shù)團(tuán)隊(duì)(fltg)的博士生褚應(yīng)波等人，在楊旅云、李進(jìn)延、戴能利等老師的指導(dǎo)下，利用基于硼硅酸鹽玻璃分相技術(shù)制備摻y(tǒng)b3+石英玻璃芯棒，進(jìn)而制備大芯徑雙包層光纖。實(shí)驗(yàn)測試了這種光纖的折射率分布、yb3+吸收、以及背景損耗并演示了其激光性能。 研究表明：該光纖的芯徑為30微米，包層為400微米；纖芯折射率分布均勻，數(shù)值孔徑約為0.09；yb3+在976 nm處的吸收為5.5 db/m,背景損耗為0.02 db/m; 通過除水工藝，光纖中羥基含量降到1.06 ppm；光纖在976 nm半導(dǎo)體激光器泵浦下實(shí)現(xiàn)了1071 nm激光輸出，斜率效率達(dá)到72.8%，光纖長度為2.3 m。研究結(jié)果表明這種方法在制備大芯徑高摻雜及具有復(fù)雜纖芯結(jié)構(gòu)的有源光纖方面具有較大潛力。
新型雙包層有源光纖研制成功
隨著光纖激光器朝著更高功率、更短脈沖，更高光束質(zhì)量的方向發(fā)展，傳統(tǒng)有源雙包層光纖的模場面積成為其發(fā)展的瓶頸?；谖⒔Y(jié)構(gòu)光纖技術(shù)的有源光纖為增大模場面積提供了有效思路。
武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室光纖激光技術(shù)團(tuán)隊(duì)李進(jìn)延教授和博士生韋會(huì)峰等人研發(fā)了一種新型全固體雙包層有源光纖，這種光纖設(shè)計(jì)借助對(duì)包層有效折射率能精確調(diào)控的pdc(passively doped cladding)技術(shù)，大大滿足了超大模場光纖對(duì)于折射率精確控制的要求。在該研究中，已證實(shí)可以通過調(diào)節(jié)包層摻雜點(diǎn)陣的填充率以及包層摻雜的濃度，實(shí)現(xiàn)了低至1×10-5 的折射率變化。實(shí)驗(yàn)中利用同一根預(yù)制棒拉制了直徑分別為50um和127um的光纖。測試表明50um光纖可在1064nm實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的單模運(yùn)轉(zhuǎn)，而127um光纖借助模式優(yōu)化技術(shù)亦可實(shí)現(xiàn)單模輸出。本光纖為全固體光纖，不包含任何氣孔，因此其拉絲工藝向?qū)唵?，且在?shí)際使用中對(duì)接續(xù)、端面打磨、耦合器的制作等帶來極大的便利。因此這類光纖非常適合大功率、高能量的光纖激光器實(shí)際應(yīng)用。