大模場混合波導型微結(jié)構光纖的設計與特性研究.pdf

1、光纖激光器以其光束質(zhì)量好、體積小、轉(zhuǎn)換效率高和散熱效果好等優(yōu)點，在制造工業(yè)、軍事和生物醫(yī)療中有著重要的應用。大模場光纖被認為是解決高功率光纖激光器功率提升面臨的非線性效應及光纖損傷等功率增長限制的一種最直接有效的途徑，本課題提出了一種新型的大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖，并詳細研究了其制備技術、光學特性等。主要從以下方面開展研究：
　　(1)全固態(tài)混合波導型微結(jié)構光纖的導光機制研究，包括全內(nèi)反射(TIR)和光子帶隙導引（PBG）。

2、前者與傳統(tǒng)階躍光纖類似，后者導光機理可用反諧振反射光波導模型（ARROW）解釋。
　　(2)一種大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖參數(shù)設計，該光纖由三部分構成，分別為大尺寸纖芯、多個高折射率小芯和石英包層。沿x軸方向，多個高鍺摻雜小芯對稱地線性排列在中央大芯兩側(cè)，包層基底為未摻雜的二氧化硅。
　　(3)采用光束傳輸法（BPM）和有限元分析方法（FEM）研究大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖的傳輸特性和模式特性，主要包括色散、有效模場

3、面積、限制損耗和彎曲損耗等。
　　(4)大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖制備技術研究，包括改進的化學氣相沉積法（MCVD）制備鍺摻雜芯棒技術、堆積法組制大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖預制棒技術和大模場面積混合波導型微結(jié)構光纖的拉絲技術。
　　(5)光纖色散零點調(diào)控方法研究，通過調(diào)整光纖包層中高折射率摻鍺棒的間隔、直徑和摻雜濃度，實現(xiàn)色散零點調(diào)控，并在波長1.06μm處實現(xiàn)零色散，有效模場面積為360μm2，在波長1.31μm處