超快光纤激光技能 大模场锥形增益光纤最新进展

  的中心器材一直是该范畴的研讨热门。常用的光子晶体光纤使用空气孔微结构可大大下降包层/芯层折射率差以增大单模工作的纤芯区域面积。可是现在商用的大模场光子晶体光纤曲折损耗很大,只能以棒状方法封装,导致体积过大。比较之下,一般大模场面积光纤可灵敏环绕,体积要细巧许多,可是在模场直径上又很难跟与棒状光纤混为一谈。

  芬兰Tampere大学Valery Filippov教授课题组一直致力于怎么逐步进步阶跃型双包层增益光纤模场面积。2008年,该课题组初次提出增益光纤芯层和包层直径沿纵向逐步增大(或减缩)的光纤概念,如图1所示,这种光纤可经过光纤拉锥技能制造而成,因而也称作锥形双包层光纤(T-DCF)。比较于其他光纤,这种光纤具有增益更高、ASE/TMI/SBS按捺才能更强、泵浦光吸收系数更高和亮度转化才能更强的特色。

  这种锥形光纤可经过熊猫型截面规划完成保偏光纤的效果,也可经过边拉制边旋转的方法得到旋转型锥形光纤(sT-DCF)。sT-DCF不同于熊猫型保偏光纤,旋转拉制过程中光纤中的应力和缺点等要素达到了各向均匀的效果,因而其十分低的双折射系数也可完成保偏效果。

  本期介绍的两篇文献均是Valery Filippov教授课题组关于sT-DCF的最新进展。在榜首篇文章中,作者具体比照了非保偏T-DCF、熊猫型保偏T-DCF以及旋转型保偏T-DCF三款光纤在扩大过程中中的输出偏振态漂移问题。试验丈量设备如图3所示,以100MHz、20mW、1064nm、96ps脉冲作为种子光,经隔离器后注入锥形双包层光纤中扩大,种子光偏振消光比高达29.3dB。23W/976nm泵浦光经双色镜后从锥形光纤宽端口注入,经过具体丈量扩大后输出光的偏振功能,对不一样锥形增益光纤的功能具体地做了比较。

  作者在相同的丈量设备中替换不一样光纤进行试验。经过控制变量别离对3.2m长、100?m芯径的非保偏T-DCF(图4(a))和2.2m长、40?m芯径的熊猫型保偏T-DCF(图4(b))以及2.75m长35?m芯径的旋转型保偏T-DCF(图4(c))做比照。别离丈量偏振度(DOP)、偏振消光比(PER)、偏振角以及椭圆度等参数来表征输出光的偏振功能,成果显现旋转型保偏T-DCF的偏振度高于95%。PER挨近18dB,证明了旋转型锥形增益光纤偏振坚持才能最好,其本征双折射低至10?8。

  第二篇文章系统研讨了旋转型锥形光纤不同牙距对输出功能的影响。牙距指旋转型锥形光纤再拉制过程中旋转一周的长度(相似螺纹的牙距)。为了充沛比照,作者预备了图5所示的四款不同牙距的旋转型锥形光纤,别离为7.5mm、15mm、30mm以及牙距为无穷大四种。

  随后,作者持续使用与图3相同的试验设备对皮秒脉冲进行了测验。经过替换上述不同牙距的旋转型锥形光纤,丈量扩大后输出的光斑概括、扩大功率以及输出光谱等参数进行比照。

  图6(a)、(b)、(c)和(d)别离表明不同牙距光纤扩大功率及输出光谱和远场光斑图样的比较。可以精确的看出30mm牙距对应的斜功率最高,7.5mm牙距光纤对应的斜功率和1030nm ASE都比较强,而且其输出光斑呈现十分显着畸变。作者剖析原因是适宜的牙距(歪曲)会促进泵浦吸进步扩大功率,比方30mm牙距光纤的斜功率就比未旋转的光纤高。一起,牙距过小/歪曲越严峻会使得泵浦光的“Vignetting”效应加剧导致斜功率下降,而且也会致使芯径中的信号光模场畸变损耗变大,比方7.5mm牙距光纤表现出的斜功率低下、ASE增大以及M2劣化现象。此外,作者还对不同光纤的输出偏振功能做了比照丈量,成果指出牙距30mm和15mm的光纤坚持偏振才能要比7.5mm牙距光纤好许多。

  sT-DCF是大模场面积增益光纤范畴的最新研讨成果,本期两篇文章中具体的介绍了sT-DCF与一般锥形光纤的差异和优越性,也充沛探求了sT-DCF中光纤牙距对激光输出功能的影响。sT-DCF作为大模场面积增益光纤中的重要一员,信任很快就会在超快激光范畴发挥超卓效果。

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