[发明专利]一种用于产生大环状中空光束的双包层光纤匹配光纤

说明书

本发明提供了一种双包层光纤匹配光纤，包括外包层101、内包层102、纤芯103，该双包层光纤匹配光纤用于产生大环状中空光束，所述外包层101与所述纤芯103由纯石英材料制成，所述内包层102由掺杂锗元素的石英材料制成。该双包层光纤匹配光纤可与环形掺杂双包层增益光纤匹配，从而有效提高泵浦光吸收效率，在2μm波段大功率光纤激光器领域具有潜在的应用前景。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种双包层光纤匹配光纤，可用于产生大环状中空光束。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种基于高双折射相移啁啾光纤光栅的2μm波段多波长可切换光纤激光器。

背景技术

现如今，2μm波段大功率光纤激光器在工业加工、军事、航天航空、医疗等领域表现出了越来越大的优势，其具有光束质量好、光功率密度高、体积小、光光转换效率高等优点。

随着技术的不断发展，对于增益光纤的要求主要表现在：1)高吸收效率；2)高光束质量；3)低损耗；4)高非线性阈值。双包层掺杂光纤目前属于大功率光纤激光器的主要增益光纤类型，它比常规光纤增加了一个内包层，由外包层、内包层和掺杂纤芯所构成，外包层的折射率低于内包层，使内包层作为泵浦光的波导，其横向尺寸和数值孔径远大于纤芯的横向尺寸和数值孔径，可以大大增益泵浦光的入纤功率，提高激光输出功率。随后，为了进一步增加泵浦光的吸收，从而进一步提高输出激光功率，研究者们又提出了环形掺杂双包层光纤，即将传统的纤芯掺杂改变为围绕无掺杂纤芯进行圆环形掺杂，这样不仅可以增加稀土粒子的掺杂浓度，还可以大大提高泵浦光的吸收效率。然而，在这种结构中还是有部分泵浦光在纤芯区域传播，不仅浪费泵浦光，而且会对信号光产生不利影响，存在着很大的不足。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供了一种用于产生大环状中空光束的双包层光纤匹配光纤，用于匹配环形掺杂的2μm波段双包层光纤，可有效地提高2μm波段光纤激光器的泵浦效率。

为了实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

一种双包层光纤匹配光纤，包括外包层101、内包层102、纤芯103；其特征在于：该双包层光纤匹配光纤用于产生大环状中空光束，所述外包层101与所述纤芯103由纯石英材料制成，所述内包层102由掺杂锗元素的石英材料制成。

所述一种双包层光纤匹配光纤，其结构参数为：所述外包层101半径为62.5μm，所述纤芯103半径为6μm，所述内包层102厚度为6.5μm，所述内包层102折射率为1.4624。

优选地，该双包层光纤匹配光纤用于2μm波段大功率光纤激光器的环形掺杂双包层光纤。

优选地，该双包层光纤匹配光纤针对793nm激光泵浦设计。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1本发明所述的一种用于产生大环状中空光束的双包层光纤匹配光纤的截面图。

图2本发明实施例1中所述的一种用于产生大环状中空光束的双包层光纤匹配光纤在793nm处的模场分布图；

图3本发明实施例1中所述的一种用于产生大环状中空光束的双包层光纤匹配光纤在793nm处的归一化能量分布图；

图4本发明实施例2中所述的环状光束宽度随纤芯尺寸变化关系图；

图5本发明实施例2中所述的限制损耗随纤芯尺寸变化关系图；

图6本发明实施例3中所述的环状光束宽度随内包层尺寸变化关系图；