專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光纖技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖。
背景技術(shù)：
早期雙包層光纖采用圓形內(nèi)包層結(jié)構(gòu)，例如參考文獻(xiàn)雙包層光纖激光器吸收效率的分析研究，徐晟，2005，，在子午面內(nèi)傳播的光線(xiàn)，稱(chēng)為子午光纖，不在子午面內(nèi)的光線(xiàn)，統(tǒng)稱(chēng)為斜光線(xiàn)，子午光纖投影是一條通過(guò)纖芯投影點(diǎn)的直線(xiàn)，而斜光纖投影是以纖芯投影點(diǎn)為圓心的同心圓(稱(chēng)為焦散面)，光纖長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的情況下，子午光纖是可以被完全吸收的，而不同角度入射的斜光纖就在不同半徑的焦散面和內(nèi)外包層界面之間以螺旋方式傳 輸，無(wú)法通過(guò)纖芯，從而導(dǎo)致圓形包層光纖的泵浦光吸收效率非常低，并伴隨有大量的剩余泵浦光。因此打破內(nèi)包層的圓對(duì)稱(chēng)性，可大大提高光線(xiàn)穿過(guò)芯層的幾率，增大光纖的泵浦光吸收效率，目前常見(jiàn)的實(shí)用化的雙包層光纖有內(nèi)包層形狀為D型或者矩形的雙包層光纖，光纖纖芯偏心的雙包層光纖，前兩種光纖內(nèi)包層形狀皆為非圓對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，拉制過(guò)程中由于表面張力的影響，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)包層光纖嚴(yán)重變形，因此需要精密控制拉制速度，制造工藝要求高。纖芯偏心的雙包層光纖，由于纖芯和包層不同軸，在熔接過(guò)程中存在對(duì)準(zhǔn)難度較高的問(wèn)題，熔接損耗一般較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造和熔接的雙包層光纖。采用如下技術(shù)方案自?xún)?nèi)至外依次包括纖芯(I)、內(nèi)包層(2)、外包層(4)，內(nèi)包層(2)內(nèi)有氣孔(3)，氣孔(3)截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)包層(2)截面積。所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，氣孔(3)的形狀可以為圓形，橢圓形，矩形等形狀，當(dāng)其數(shù)目為多個(gè)時(shí)，各氣孔的形狀和填充物也可各不相同，所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，所述纖芯(I)內(nèi)摻雜了稀土元素三價(jià)離子，包括Er3+、Yb3+、Tm3+、Nd3+、Pr3+;內(nèi)包層(2)的折射率比纖芯(I)的折射率低；外包層(4)折射率低于內(nèi)包層(2)折射率。所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，信號(hào)光在纖芯(I)里傳輸，并在有泵浦光的情況下信號(hào)被放大；泵浦光在內(nèi)包層(2)里傳輸，并在每次通過(guò)纖芯(I)時(shí)都被部分吸收。所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，最外層還包括涂覆保護(hù)層
(5)。由于氣孔(3)的存在，光纖的圓對(duì)稱(chēng)性被破壞，使得在內(nèi)包層傳輸?shù)谋闷止獯┻^(guò)光纖纖芯的幾率增加，氣孔不存在時(shí)，斜光線(xiàn)將沿光纖以螺旋方式在內(nèi)包層內(nèi)傳播，無(wú)法進(jìn)入纖芯；存在氣孔時(shí)，斜光線(xiàn)經(jīng)過(guò)氣孔反射或散射之后也可以進(jìn)入纖芯，從而增加光纖對(duì)泵浦光的吸收幾率，以達(dá)到提高轉(zhuǎn)換效率并減少激光器或放大器腔長(zhǎng)的目的，其他條件相同的情況下，光纖長(zhǎng)度的減少，將大大提高高功率光纖激光器或放大器的非線(xiàn)性現(xiàn)象閾值，提升激光輸出功率。
附圖洗明圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參考

圖1，用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，自?xún)?nèi)至外依次包括纖芯I、內(nèi)包層2、外包層4、涂覆保護(hù)層5 (可選)，內(nèi)包層2內(nèi)有氣孔3。纖芯I內(nèi)摻雜了稀土元素三價(jià)離子Yb3+ ;內(nèi)包層2的折射率比纖芯I的折射率低；·氣孔3在內(nèi)包層2內(nèi)，其截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)包層2截面積；外包層4折射率低于內(nèi)包層2折射率；；氣孔3內(nèi)為真空，通過(guò)調(diào)整氣孔位置和大小可提高泵浦光吸收效率對(duì)于該結(jié)構(gòu)下氣孔的形成，可采用在一定長(zhǎng)度的光纖預(yù)制棒上，利用物理或化學(xué)的方法，形成所需直徑的通孔或非通孔.在拉制過(guò)程中，一直往孔內(nèi)注入氮?dú)饣蚨栊詺怏w，通過(guò)控制氣體氣壓和拉制速度，可得到所需光纖。參考圖1，用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，自?xún)?nèi)至外依次包括纖芯I、內(nèi)包層2、外包層4、涂覆保護(hù)層5 (可選)，內(nèi)包層2內(nèi)有氣孔3。纖芯I內(nèi)摻雜了稀土元素三價(jià)離子Yb3+ ;內(nèi)包層2的折射率比纖芯I的折射率低；氣孔3在內(nèi)包層2內(nèi)，其截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)包層2截面積；外包層4折射率低于內(nèi)包層2折射率；；氣孔3內(nèi)為折射率小于內(nèi)包層的二氧化硅材料，通過(guò)調(diào)材料折射率和氣孔大小可提高泵浦光吸收效率對(duì)于該結(jié)構(gòu)下氣孔的形成，可采用在一定長(zhǎng)度的光纖預(yù)制棒上，利用精密加工的方法，形成較大氣孔，在較大氣孔內(nèi)插入另外一根折射率小于內(nèi)包層的應(yīng)力玻璃棒。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在于，自?xún)?nèi)至外依次包括纖芯(I)、內(nèi)包層⑵、外包層(4)，內(nèi)包層⑵內(nèi)有氣孔(3)，氣孔(3)截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)包層(2)截面積；氣孔(3)內(nèi)填充空氣或者惰性氣體或者折射率低于內(nèi)包層(2)的光學(xué)材料，氣孔(3)數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在于，所述纖芯(I)內(nèi)摻雜了稀土元素三價(jià)離子，包括￡1'3+、￥133+、1'1113+、制3+、？1'3+;內(nèi)包層(2)的折射率比纖芯⑴的折射率低；外包層⑷折射率低于內(nèi)包層⑵折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在于，所述氣孔(3)的形狀可以為圓形，橢圓形，矩形等形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在于，所述氣孔(3)數(shù)目為多個(gè)時(shí)，各氣孔的形狀和填充物也可各不相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在 于，信號(hào)光在纖芯(I)里傳輸，并在有泵浦光的情況下信號(hào)被放大；泵浦光在內(nèi)包層(2)里傳輸，并在每次通過(guò)纖芯(I)時(shí)都被部分吸收。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，其特征在于，最外層還包括涂覆保護(hù)層(5)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于光纖激光器或是光纖放大器的雙包層光纖，自?xún)?nèi)至外依次包括纖芯(1)、內(nèi)包層(2)、外包層(4)，內(nèi)包層(2)內(nèi)有氣孔(3)，氣孔(3)截面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)包層(2)截面積；氣孔(3)內(nèi)填充空氣或者惰性氣體或者折射率低于內(nèi)包層(2)的光學(xué)材料，氣孔(3)數(shù)目為一個(gè)或多個(gè)。由于氣孔(3)的存在，光纖的圓對(duì)稱(chēng)性被破壞，使得在內(nèi)包層傳輸?shù)谋闷止獯┻^(guò)光纖纖芯的幾率大大增加，從而增加光纖對(duì)泵浦光的吸收率，以達(dá)到提高轉(zhuǎn)換效率并減少光纖激光器或放大器腔長(zhǎng)的目的。
文檔編號(hào)G02B6/036GK102955199SQ20121047313
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者李驍軍, 彭彪 申請(qǐng)人:上海飛博激光科技有限公司