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大模面积双包层增益光纤优化设计

金亮 徐莉 张贺 邹永刚 丁晔 马晓辉

金亮, 徐莉, 张贺, 邹永刚, 丁晔, 马晓辉. 大模面积双包层增益光纤优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3051-3056.
引用本文: 金亮, 徐莉, 张贺, 邹永刚, 丁晔, 马晓辉. 大模面积双包层增益光纤优化设计[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3051-3056.
Jin Liang, Xu Li, Zhang He, Zou Yonggang, Ding Ye, Ma Xiaohui. Optimization of large-mode-area active fiber[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3051-3056.
Citation: Jin Liang, Xu Li, Zhang He, Zou Yonggang, Ding Ye, Ma Xiaohui. Optimization of large-mode-area active fiber[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(9): 3051-3056.

大模面积双包层增益光纤优化设计

基金项目: 

国家自然科学基金

详细信息
    作者简介:

    金亮(1987- ),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:namemichael@163.com

  • 中图分类号: TN253

Optimization of large-mode-area active fiber

  • 摘要: 增益光纤的折射率和离子掺杂分布是决定光纤激光器输出功率和光束质量的重要因素,针对大模场光纤弯曲效应对模场面积和模场畸变的影响进行了数值分析,采用有限元方法计算了不同折射率和掺杂离子分布光纤的模场面积和增益系数。提出了高斯复合型折射率和掺杂离子分布的大模场增益光纤结构,该结构可有效提高增益光纤的增益系数和高阶模抑制系数,并具有较强的抗弯曲特性,较好的平衡了模场面积与抗弯曲特性的矛盾。根据计算结果设计了直径为65 m 的高斯复合型折射率和掺杂分布的增益光纤,在波长为1.064 m 的条件下,基模有效模面积达到1.17103 m2,基模相对增益系数和高阶模相对抑制系数分别达到0.58 和0.208 8,有效地提高了光纤激光器和放大器的输出光束质量。
  • [1] Zhou Shouhuan, Zhao Hong, Tang Xiaojun. High averagepower laser diode pumped solid-state laser [J]. Chinese J Lasers, 2009, 36(7): 1605-1618. (in Chinese)
    [2]
    [3] O'Connor M, Gapontsev V, Fomin V, et al. Power scalingof SM fiber lasers toward 10 kW [C]//Conference on Lasersand Electro-Optics/International Quantum ElectronicsConference, OSA Technical Digest (CD), 2009: CThA3.
    [4]
    [5] Koplow J P, Kliner D A V, Goldberg L. Single-modeoperation of a coiled multimode fiber amplifier[J]. Opt Lett,2000, 25(7): 442-444.
    [6]
    [7] John M Fini, Siddharth Ramachandran. Natural bend-distortion immunity of higher order mode large mode areafibers [J]. Opt Lett, 2007, 32(7): 748-750.
    [8]
    [9]
    [10] John M Fini. Bend-resistant design of conventional andmicrostructure fibers with very large mode area [J]. OptExpress, 2006, 14(1): 69-81.
    [11]
    [12] Kliner D A V, Koplow J P. Power scaling of diffractionlimited fiber sources [C]//SPIE, 2005, 5647: 550-556.
    [13]
    [14] Chen Shuang, Feng Ying, Zhang Jun, Effect of back-cavitymirror on output characteristics of Yb3+-doped double-cladfiber laser[J]. Acta Photonica Sinica, 2008, 37(5): 901-905.(in Chinese)
    [15]
    [16] Li Libo, Lou Qihong, Zhou Jun, et al. Mode selection of atapered large-mode-area fiber laser [J]. Chinese J Lasers,2007, 34 (12): 1625-1628. (in Chinese)
    [17] John M Fini. Bend-compensated design of large-mode-areafibers[J]. Opt Lett, 2006, 31(13): 1963-1965.
    [18]
    [19] John M Fini. Large-mode-area multicore fibers in the singlemoded regime[J], Opt Express, 2011, 19(5): 4042-4046.
    [20]
    [21]
    [22] Yuan Yanyang, Gong Mali. Analysis and design of refractive-index and dopant distributions for large-mode-area fibers [J].Chinese J Lasers, 2008, 35(9): 1355-1359. (in Chinese)
    [23]
    [24] Guillaume Demsy, Frdric Zolla, Andr Nicolet, et al. Thefinite element method as applied to the diffraction by ananisotropic grating [J]. Opt Express, 2007, 15 (26): 18089-18102.
    [25]
    [26] Dietrich Marcuse. Influence of curvature on the losses ofdoubly clad fibers [J]. Appl Opt, 1982, 21(23): 4208-4213.
    [27] Dietrich Marcuse. Bend loss of slab and fiber modescomputed with diffraction theory [J]. IEEE J QuantumElectron, 1993, 29(12): 2957-2961.
    [28]
    [29] John M Fini. Intuitive modeling of bend distortion in large-mode-area fibers [J]. Opt Lett, 2007, 32(12): 1632-1634.
    [30]
    [31] Cheng M Y, Hou K C, Galvanauskas A, et al. Multi-MWpeak power scaling of single-transverse mode pulses using80-m core Yb-doped LMA fibers [C]//Proceedings ofCLEO, 2006, 6453: 645318-1-5.
    [32]
    [33] Roger L Farrow, Dahv A V Kliner, Paul E Schrader, et al.High-peak-power(1.2 MW) pulsed fiber amplifier[C]//SPIE,2006, 6102: 1-11.
    [34]
    [35] Deepak Jain, Catherine Baskiotis, Jayanta Kumar Sahu. Modearea scaling with multi-trench rod-type fibers [J]. OptExpress, 2013, 21(2): 1448-1455.
    [36]
    [37] MacChesney J B, O' Connor P B, DiMarcello F V, et al.Preparational low loss optical fibers using simultaneous vaporphase deposition and fusion [C]//10th Znt. Congr. Glass,1974: 640-644.
  • [1] 赵琳, 张晓东, 雷李华, 袁群, 李锁印, 梁法国, 吴爱华.  复合型高深宽比沟槽标准样板 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220646-1-20220646-9. doi: 10.3788/IRLA20220646
    [2] 何祖源, 刘银萍, 马麟, 杨晨, 童维军.  小芯径多模光纤拉曼分布式温度传感器 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 422002-0422002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0422002
    [3] 张文杰, 李威, 夏群利, 杜肖.  基于滑模扰动观测器的导引头隔离度在线抑制 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 23-30. doi: 10.3788/IRLA201948.S213002
    [4] 李鑫, 史伟, 付世杰.  基于大模面积掺Yb光纤的100W种子光主振荡器功率放大技术 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 406006-0406006(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0406006
    [5] 翟小飞, 周进, 赖林.  周期性温度激励对MGDL混合性能及小信号增益系数的影响 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 606003-0606003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0606003
    [6] 白岩, 杨春梅, 杨柳松, 田赫.  线性调频激光外差技术测量磁致伸缩系数 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217002-1217002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1217002
    [7] 王灵丽, 白杨, 潘征, 谷文双, 武红宇.  视频卫星在轨相对辐射定标方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 817003-0817003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0817003
    [8] 布音嘎日迪, 仲维丹, 甄佳奇, 高亚臣, 刘勇, 王生钱, 李彦超.  多普勒效应与激光外差技术复合检测金属线膨胀系数 . 红外与激光工程, 2018, 47(7): 706005-0706005(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0706005
    [9] 陈俊宇, 李彬, 章品, 杜建丽, 陈立娟, 桑吉章.  低轨空间碎片弹道系数及应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1129001-1129001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1129001
    [10] 董鑫, 欧阳高翔.  基于容积卡尔曼滤波的空间碎片相对导航 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 152-157.
    [11] 崔珊珊, 孟炳寰, 裘桢炜, 洪津, 邹鹏.  CCD相对光谱响应同步采样方法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3397-3401.
    [12] 魏超, 许文渊, 杨德伟, 郑月, 李立京.  超荧光光纤光源相对强度噪声数字抑制系统 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 228-232.
    [13] 张刘, 支帅.  双目测量系统目标相对位置误差分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(S1): 116-122.
    [14] 王虎, 罗建军.  新型紧凑型大相对孔径可见光光学系统 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 851-855.
    [15] 葛颜绮, 罗娇林, 张书敏, 唐定远, 沈德元, 赵鹭明.  被动锁模光纤激光器中增益支配孤子的腔至峰值功率钳位效应 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3533-3539.
    [16] 郭良, 王泽锋, 靳爱军, 侯静, 陈金宝.  大模场面积掺镱双包层光纤的色散测量 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2673-2677.
    [17] 曹明宇, 范春利, 王文栋.  基于有效导热系数法的交界面形状识别算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(9): 2305-2312.
    [18] 肖龙龙, 唐少阳, 刘昆, 韩大鹏.  内编队重力场卫星相对位置确定的红外测量系统设计 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 579-583.
    [19] 王莲芬, 赵选科, 左翔, 王金金, 孙红辉.  高斯激光束TEM00模散射信号模拟与分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 2940-2943.
    [20] 李文胜, 黄海铭, 付艳华, 张琴, 是度芳.  含单负材料对称型一维光子晶体隧穿模的特性 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 69-72.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-01-17
  • 修回日期:  2014-02-20
  • 刊出日期:  2014-09-25

大模面积双包层增益光纤优化设计

    作者简介:

    金亮(1987- ),男,博士生,主要从事光纤激光器方面的研究。Email:namemichael@163.com

基金项目:

国家自然科学基金

  • 中图分类号: TN253

摘要: 增益光纤的折射率和离子掺杂分布是决定光纤激光器输出功率和光束质量的重要因素,针对大模场光纤弯曲效应对模场面积和模场畸变的影响进行了数值分析,采用有限元方法计算了不同折射率和掺杂离子分布光纤的模场面积和增益系数。提出了高斯复合型折射率和掺杂离子分布的大模场增益光纤结构,该结构可有效提高增益光纤的增益系数和高阶模抑制系数,并具有较强的抗弯曲特性,较好的平衡了模场面积与抗弯曲特性的矛盾。根据计算结果设计了直径为65 m 的高斯复合型折射率和掺杂分布的增益光纤,在波长为1.064 m 的条件下,基模有效模面积达到1.17103 m2,基模相对增益系数和高阶模相对抑制系数分别达到0.58 和0.208 8,有效地提高了光纤激光器和放大器的输出光束质量。

English Abstract

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