[發明專利]一種摻鐿保偏光纖

有效

• 申請號: 201810301307.3
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108459371B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 孟悅;楊坤;楊玉誠;黃宏琪;鄭偉;徐峰;王鵬;楊晨;汪松;童維軍
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: G02B6/024
• 分類號: G02B6/024;G02B6/036;G02B6/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 蔡瑞

本發明屬于光學與激光光電子技術領域，具體公開了一種摻鐿保偏光纖，包括纖芯、內包層、外包層和應力層。所述纖芯位于內包層的中央，為鐿、鋁、磷共摻的二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₁；所述內包層為二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₂；所述應力層對稱間隔分布在纖芯兩側且位于內包層中，為摻硼二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₃；所述外包層環繞分布在內包層周圍，具有最大折射率Δ百分比Δ₄。其中，Δ₁Δ₂Δ₃Δ₄，且分布體積V₃需大于3460％Δum²且小于6060％Δum²。

技術領域

本發明涉及光學與激光光電子技術領域，具體涉及一種摻鐿保偏光纖。

背景技術

隨著光纖激光器的迅猛發展，如何進一步實現高功率輸出成為近年來

的研究熱點，激光器的相干合成技術是實現這一突破的有效途徑，然而在比較穩定的線偏振狀態下工作是實現相干合成的必要條件，相比于使用偏振器件，摻鐿保偏光纖可以實現系統的全光纖結構，更穩定且操作簡便，因此更具有優勢；另外，倍頻技術是獲得綠激光輸出的關鍵手段，而在諧波轉換的過程中，必須保證相位匹配才能實現能量高效連續地轉換，這就需要入射至非線性晶體的基波具有固定的偏振態，所以采用保偏摻鐿光纖來獲得線偏振態的輸出激光尤為重要，因此，摻鐿保偏光纖的研發制造對于特殊激光領域有重要意義。

目前國內在摻鐿保偏光纖的制備上一定程度受限于摻鐿芯棒的尺寸，因為現有工藝在制備大尺寸芯棒上尚有一定難度，這會對后續打孔造成較大的局限性。若孔距太近，會在拉絲過程中在纖芯邊緣形成較大應力導致纖芯變形，從而使得光纖對信號光的損耗增大、光束質量惡化；若孔距過遠，又無法保證所需的雙折射，并且容易造成包層邊緣應力過大而導致的包層變形。因此，如何在現有的芯棒基礎上合理設計應力層的大小、間距以及折射率下陷深度尤為關鍵，優良的設計可以保證光纖在具備保偏性能的同時具有良好的光束質量。

發明內容

為了實現超快激光器系統的全光纖結構，本發明提供一種可實現激光增益并保持偏振態的摻鐿保偏光纖。

本發明采用的技術方案是：

一種摻鐿保偏光纖，包括纖芯、內包層、應力層和外包層，所述纖芯位于內包層的中央，所述應力層對稱間隔分布在纖芯兩側且位于內包層中，所述外包層環繞分布在內包層周圍，所述纖芯為鐿、鋁、磷共摻的二氧化硅；所述應力層的背景材料為摻硼二氧化硅，所述內包層的背景材料為純二氧化硅。

其中，所述外包層外涂覆有兩層涂層，內涂層和外涂層，所述內涂層為低折射率耐高溫涂料，所述外涂層為高折射率耐高溫涂料。

其中，所述光纖橫截面為中心對稱結構，所述纖芯、內包層、外包層和應力層均為圓形對稱。

其中，包括具有最大折射率Δ百分比Δ₁的纖芯；具有最大折射率Δ百分比Δ₂的內包層；具有最大折射率Δ百分比Δ₃的應力層；具有最大折射率Δ百分比Δ₄的外包層，其中，Δ₁Δ₂Δ₃Δ₄，且應力層的分布體積V₃定義為：

r₂和r₃表示應力層的內半徑和外半徑，V₃需大于3460％Δum²且小于6060％Δum²。