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)勢廣泛應用在工業(yè)、醫(yī)療、科研、軍事等領域。然而隨著輸出功率的逐步提高，非線性效應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，輸出功率難以進一步提高，阻礙了光纖激光器的進一步發(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。
武漢光電國家實驗室光纖激光技術團隊(FLTG)的博士生褚應波等人，在楊旅云、李進延、戴能利等老師的指導下，利用基于硼硅酸鹽玻璃分相技術制備摻Y(jié)b3+石英玻璃芯棒，進而制備大芯徑雙包層光纖。實驗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半導體激光器泵浦下實現(xiàn)了1071 nm激光輸出，斜率效率達到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雜纖芯結(jié)構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)構光纖技術的有源光纖為增大模場面積提供了有效思路。
武漢光電國家實驗室光纖激光技術團隊李進延教授和博士生韋會峰等人研發(fā)了一種新型全固體雙包層有源光纖，這種光纖設計借助對包層有效折射率能精確調(diào)控的PDC(passively doped cladding)技術，大大滿足了超大模場光纖對于折射率精確控制的要求。在該研究中，已證實可以通過調(diào)節(jié)包層摻雜點陣的填充率以及包層摻雜的濃度，實現(xiàn)了低至1×10-5?的折射率變化。實驗中利用同一根預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實現(xiàn)穩(wěn)定的單模運轉(zhuǎn)，而127um光纖借助模式優(yōu)化技術亦可實現(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?，且在實際使用中對接續(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際應用。