摘要：提出了一种抗弯曲大模场面积双模光子晶体光纤。采用全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件分析了光纤的传输特性,并讨论了弯曲特性与弯曲半径及弯曲方向角的关系。通过优化结构参数,在工作波长1550 nm处,光纤可保持基模HE11和二阶模HE21双模运转。平直状态和35 cm弯曲半径下HE11模和HE21模的模场面积均大于1000 mm2,弯曲损耗小于0.075 d B/m。该光纤可有效抑制弯曲形变导致的模场面积减小,最小弯曲半径可达10 cm,弯曲方向角范围可以扩展至±180°。所设计的双模光纤具有大模场面积、低弯曲损耗、对弯曲方向不敏感等优势,在高功率光通信器件领域具有重要的应用价值。

摘要：通过在纤芯引入非均匀分布的高折射率介质柱,获得了大模场面积、平顶型模场分布的新型微结构光纤.运用数值仿真,分析了光纤在不同的结构参数下的模场面积、基模模场分布等特性.研究结果表明:通过合理设计光纤的包层和纤芯参数,可以实现有效的平顶模场分布.在工作波长为1064 nm时,平顶光纤的基模模场面积可以达到1655μm2.

摘要：大模场单模光纤在高功率激光器、高功率光传输和高灵敏度传感器等领域具有重要意义.设计了一种新型超低损耗大模场单模光纤,包层空气孔由掺氟硅玻璃棒代替,掺氟硅玻璃棒排列呈六重准晶体结构.基于有限元法对光纤的传输特性进行了数值模拟.研究了光纤结构参量变化对模式特性和有效模场面积的影响.结果表明:波长在1064 nm处,有效模场面积高达5197μm2,基模的限制性损耗低于10-5dB/km,解决了大模场与低损耗之间的冲突;在1064—2000 nm波段内,基模与二阶模的限制性损耗相差7个量级,实现单模传输;半径为10 cm时,弯曲损耗小于0.01 dB/m,具有良好的低弯曲损耗特性.此光纤能够提高光纤热损伤阈值,减少接续损耗,全固态结构有效避免了空气孔塌陷,简化制备工艺,对高功率激光传输、光纤激光器和光纤放大器的发展具有重要意义.

摘要：提出了一种具有对称结构的大模场面积和低弯曲损耗的新型结构光纤,运用全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件分析了光纤特性。该光纤由纤芯中的梯形折射率环和包层中的多层下陷层组成,仿真结果显示该光纤具有低弯曲损耗大模场单模传输的特性。对比分析了梯形谐振环、矩形谐振环、三角形谐振环结构光纤的弯曲损耗以及电场模式分布,实验结果显示梯形折射率环更具优越性。多层下陷层结构将模场限制在纤芯中,下陷层的数量大于2时模场面积基本上保持不变。研究结果表明,在波长为1550 nm、弯曲半径为20 cm时,基模(FM)弯曲损耗只有0.056868 dB/m,而高阶模(HOMs)损耗为3.58 dB/m,有效模场面积可达2313.67μm^(2)。该光纤对弯曲方向不敏感,在高功率光纤激光器放大器等光通信器件领域具有广阔的发展前景。

摘要：针对当前硫系光纤难以同时实现高功率传输与高光束质量的问题,通过COMSOL软件仿真模拟光纤性质,设计出了满足单模传输需要且具有大模场面积的光子晶体光纤(PCF)的结构参数。所设计的光纤在1.5~10μm的波长范围内满足高阶模(LP_(11))与基模(LP_(01))的限制损耗比大于10~2的单模条件,且光纤基模的有效模面积在波长2μm处约为5362μm^(2)。根据仿真模拟的结构参数,探索出新型动、静态蒸馏相结合的技术,制备出高纯硫系玻璃,结合新型的挤压-堆积法,制备出基于全硫系玻璃的全固态大模场单模光子晶体光纤。该光纤在波长1.55μm处的近高斯光能量分布特征验证了其单模特性;同时在弯曲半径为14 cm的1.5 m长的光纤中观察到低弯曲损耗为1 dB,与仿真结果基本一致,表明此全固态光子晶体光纤具有出色的单模传输和抗弯性能,在中红外高能激光传输方面具备一定的应用潜能。

摘要：设计了一种抗弯曲大模场面积单模光纤方案——沟槽辅助型瓣状光纤。纤芯中间加入了低折射率辅助沟槽,纤芯四周围绕高折射率扇形瓣。利用COMSOL软件计算模式损耗、模场面积等性能。研究表明:在弯曲半径为15cm的情况下,光纤模场面积可达700μm2,高阶模和基模损耗比大于100,能够实现有效单模操作。此外,当弯曲方向在[-180°,180°]范围内变化时,光纤性能保持稳定。这种光纤在紧凑型高功率光纤激光器和放大器领域显示出巨大的潜力。

摘要：从掺镱(Yb)光纤放大器的功率传输方程出发,利用有限差分法对小模场面积(SMA)和大模场面积(LMA)掺镱双包层光纤放大器的放大特性进行了分析比较.采用模场直径(MFD)6.5μm和20μm的双包层掺镱光纤作为放大器增益介质进行窄线宽连续信号的放大,在915 nm激光抽运下模拟计算了大、小模场面积输出功率随输入信号功率、抽运光功率和光纤长度的变化特性,特别是对于大模场面积光纤放大器,最优光纤长度的选择至关重要;讨论了模场直径不同时的最优抽运功率和光纤长度的选择,得出4 m光纤放大时的临界抽运功率为4 W,理论与实验结果基本一致.为实际应用中根据信号光、抽运光、增益和模式等要求而选择光纤长度和类型等优化设计提供了理论依据.

摘要：在基于大模场面积的高功率光纤放大器中,随着放大激光功率的提升而出现的高阶模激发现象,将会导致放大激光的光束质量严重下降。以光纤模式的弯曲损耗特性为基础,研究了光纤弯曲半径对高功率全光纤放大器高阶模激发阈值特性的影响。搭建了掺镱全光纤窄线宽高功率主振荡放大系统,设计了不同弯曲半径的水冷光纤盘,进行了相应对比实验。通过优化光纤盘半径,成功抑制了高功率光纤放大器中的高阶模激发,得到了千瓦量级的近单模激光输出,在输出功率为1.31 k W时光束质量因子M2约为1.4。

摘要：设计一种新型光子晶体光纤,可在300 nm带宽范围内实现近零超平坦色散特性.光纤端面上所有空气孔按照通常的三角形规则均匀排列,中央位置十三个排列成雪花形的空气孔小于其它空气孔,这些孔共同构成光纤的纤芯.这类晶芯型光子晶体光纤与传统光子晶体光纤相比具有较大的模场面积,尤其是,通过最佳化匹配晶芯和包层中的空气孔大小可以在300 nm带宽范围内实现超平坦化色散特性,甚至可得到近零色散的平坦化色散曲线。尽管光纤的晶芯为雪花状,但近场很快会演化为类高斯型场分布.

摘要：提出了一种新型的抗弯曲大模场面积光纤方案--双沟槽辅助型扇形瓣状光纤。与传统的扇形瓣状光纤及单沟槽辅助扇形瓣状光纤相比,该结构具有更大的模场面积和更好的高阶模抑制能力。研究结果表明:在弯曲半径为20 cm,波长为1.55μm时,光纤的有效模场面积可达1096μm^2,高阶模与基模损耗比大于100;此外,所提出的光纤对弯曲方向不敏感,弯曲方向在[-180°,180°]范围内变化时,光纤性能保持稳定。