[發(fā)明專利]大模場石英傳能光纖

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310269329.3
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103293594A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林傲祥;李璐;師騰飛;何建麗;湛歡
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所
• 主分類號: G02B6/036
• 分類號: G02B6/036
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 倪金榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

高能激光傳輸光纖在國家安全、國防建設(shè)、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化和科技前沿等領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景。可用于高能激光傳輸?shù)墓饫w材料，傳統(tǒng)雙包層石英光纖是典型的代表，這主要得益于其在通過降低纖芯數(shù)值孔徑來增大模場面積，從而有效的降低非線性效應(yīng)來實現(xiàn)高能傳輸。但傳統(tǒng)雙包層石英光纖也具有固有的限制，例如纖芯數(shù)值孔徑不能無限降低，模場面積不能無限增大等等。相比較而言，多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖在與傳統(tǒng)雙包層石英光纖保持同等尺寸的情況下能實現(xiàn)更大的模場面積，因而可以成為雙包層光纖的替代材料進入國防安全領(lǐng)域。

彎曲損耗是實現(xiàn)高能傳輸?shù)淖畲笳系K之一。基模彎曲損耗造成傳輸能量降低，高階模與基模彎曲損耗過于接近限制模場面積的增大。因此，設(shè)計出基模損耗小(＜1dB/m)高階模損耗大(＞100dB/m)的大模場光纖成為一個科研難題。降低基模彎曲損耗同時增大高階模彎曲損耗的主要方法是通過調(diào)整芯層折射率與包層折射率分布結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。因此如何得到較大模場面積而仍然保持優(yōu)良單模性能的大模場光纖成為一項重要的科研題目。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大模場石英傳能光纖，通過在纖芯周圍采用折射率高低交錯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，很大程度上提高了模場面積。

本發(fā)明技術(shù)方案：大模場石英傳能光纖，包括纖芯，其特征在于：所述纖芯周圍交錯圍繞兩種或兩種以上折射率交錯設(shè)置的環(huán)狀包層。

上述包層包括第一包層和第二包層，所述第一包層和第二包層交錯設(shè)置，所述第一包層的折射率大于第二包層的折射率。

上述第一包層的折射率范圍1.44217～1.47012，寬度是1～8μm。

上述第二包層的折射率范圍1.44217～1.47012，寬度是1～8μm。

上述第一包層和第二包層的層數(shù)分別是3～12層。

上述纖芯的折射率是1.44862，纖芯直徑是20μm。

發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過在纖芯周圍采用折射率高低交錯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，很大程度上提高了模場面積。在1080nm處模場面積大于400μm²，基模彎曲損耗小于1dB/m，而高階模彎曲損耗大于100dB/m.可以滿足高功率激光在1.0μm附近的信號傳輸?shù)男枨蟆６喟鼘迎h(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖是傳統(tǒng)雙包層大模場光纖的有力競爭者，有望被大量應(yīng)用于國防工業(yè)和經(jīng)濟建設(shè)中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的截面示意圖；

圖2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第5實施例的折射率分布圖；

圖3是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第30實施例的折射率分布圖；

圖4是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第92實施例的折射率分布圖；

圖5是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第117實施例的折射率分布圖；

圖6是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第124實施例的折射率分布圖；

圖7.1、7.2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第5實施例在高能激光區(qū)域與傳統(tǒng)雙包層階躍光纖模場面積對比圖和基模與高階模彎曲損耗對比圖；

圖8.1、8.2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第30實施例在高能激光區(qū)域與傳統(tǒng)雙包層階躍光纖模場面積對比圖和基模與高階模彎曲損耗對比圖；

圖9.1、9.2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第92實施例在高能激光區(qū)域與傳統(tǒng)雙包層階躍光纖模場面積對比圖和基模與高階模彎曲損耗對比圖；

圖10.1、10.2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第117實施例在高能激光區(qū)域與傳統(tǒng)雙包層階躍光纖模場面積對比圖和基模與高階模彎曲損耗對比圖；

圖11.1、11.2是本發(fā)明所提供的多包層環(huán)狀結(jié)構(gòu)的大模場石英傳能光纖的第124實施例在高能激光區(qū)域與傳統(tǒng)雙包層階躍光纖模場面積對比圖和基模與高階模彎曲損耗對比圖。

具體實施方式