[发明专利]一种高功率用保偏型光纤及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202011330590.6 申请日: 2020-11-24
公开(公告)号: CN112456788B 公开(公告)日: 2022-11-04
发明(设计)人: 宋海瑞;冯术娟;缪振华;侯树虎;卞新海;徐律;韩婷婷;赵霞;周震华 申请(专利权)人: 江苏法尔胜光电科技有限公司
主分类号: C03B37/027 分类号: C03B37/027
代理公司: 江阴市轻舟专利代理事务所(普通合伙) 32380 代理人: 孙燕波
地址: 214400 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 功率 用保偏型 光纤 及其 制备 方法
【说明书】:

本发明涉及一种高功率用保偏型光纤及其制备方法,属于保偏光纤技术领域。光纤截面结构由内到外依次包括纤芯(102)、第一包层(104)、第二包层(105)、外包层(106)和外部涂层(107),纤芯(102)为含有稀土、碱金属及分散剂的掺氟石英,第一包层(104)内填充沿纤芯(102)对称分布的两根浅掺氟石英棒以构成掺氟区(101);第一包层(104)内还填充沿纤芯(102)对称分布的两根应力棒以构成应力区(103);掺氟区(101)的对称轴和应力区(103)的对称轴垂直相交于纤芯(102)的中心。本发明光纤可以更大程度的减少螺旋光的存在及增加泵浦光的输入,提高包层的反射频率,缩短反射路径,达到降低光功率密度和提升激光输出功率的效果。

技术领域

本发明涉及保偏型光纤,属于光学与激光光电子技术领域。

背景技术

近年来,高功率光纤激光器需求的暴增激发了相干合成技术的发展,特别是线偏振光纤激光器在超高功率相干合成激光器与高精度光纤激光雷达探测技术领域得到了越来越广泛的应用,而实现相干合成技术的必要条件之一就是要使光信号保持线偏振状态,目前相对于使用偏振器件,最主流的方案就是搭建全光纤线路的激光系统,以实现操作简便、结构简单的效果,这就要求增益光纤既要具备增益放大的功能,又要具备优异的偏振保持特性,因此,具有激光放大及偏振保持双重特性的保偏型掺稀土光纤作为关键原材料,其研发制造变得尤为重要。

目前,通过保偏掺稀土光纤所制备的线偏振光纤激光器的输出功率普遍不高,尤其是线偏振光纤激光器具有更低的SBS和模式不稳定(MI)阈值,实现高功率的输出更为困难,这就对增益光纤提出了更高的要求,尤其是在军用高精度激光探测及放大领域,特别是在1530nm-1565nm波段,对铒镱共掺光纤的需求越来越多。无论是单包层铒镱共掺光纤还是双包层铒镱共掺光纤,对于高功率激光输出仍然存在一定的困难,而且由于受到芯棒的制备尺寸的限制,造成打孔难度的增加,均会导致最终光束质量变差,无法保证高功率输出和所需的双折射。现有的保偏铒镱共掺光纤的吸收不高,所导致的光纤使用长度过长,会造成光纤输出功率受限及非线性效应的产生,激光输出功率不高是目前面临的主要问题之一。

业内在制备保偏型掺稀土光纤时,本领域相关技术人员更多的是关注光纤结构设计和拉丝方法的设计:中国专利201810301307.3公开一种掺镱保偏光纤,该专利更注重对光纤整体结构和成分的设计,但未公开具体的实施方法。中国专利201510877845.3公开了一种稀土离子掺杂光纤预制棒的加工方法,其通过多次打孔法来降低超声波打孔过程中稀土离子掺杂光纤预制棒的受力面积,减小机械外力对光纤造成的损伤,但该方法要求设备精度较高,且步骤繁琐,品控要求高,对于批量化生产不具备优势。

发明内容

本申请针对稀土掺杂型保偏光纤输出功率低的问题,设计了一种新的保偏型铒镱共掺光纤,在纤芯中额外掺杂碱金属,并设计三包层结构,以期实现更大功率泵浦光的输入,并兼具良好的线偏振性能。

本申请另外还要对提供了上述光纤的制备方法,可实施性强,制备过程中芯棒可根据生产要求实现粘度调整(通过碱金属含量实现粘度调整),可实现大尺寸光棒制备及规模化生产。

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