梳状大模场光纤结构的优化设计

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梳状大模场光纤结构的优化设计

苗效方, 吴鹏, 赵保银

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苗效方, 吴鹏, 赵保银. 梳状大模场光纤结构的优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

引用本文:

苗效方, 吴鹏, 赵保银. 梳状大模场光纤结构的优化设计[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

Miao Xiaofang, Wu Peng, Zhao Baoyin. Optimum design for comb-index core fiber with large mode area[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

Citation:

Miao Xiaofang, Wu Peng, Zhao Baoyin. Optimum design for comb-index core fiber with large mode area[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

梳状大模场光纤结构的优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

苗效方^1,2,
吴鹏^1,2,
赵保银¹

1.
中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西西安 710119;
2.
中国科学院大学,北京 100049

基金项目:

国家重点研究发展计划（2017YFB1104400）

作者简介:
苗效方(1993-),女,硕士生,主要从事大模场光纤优化设计方面的研究。Email:15763948399@163.com

中图分类号: O436

Optimum design for comb-index core fiber with large mode area

1.
State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics,Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics of Chinese Academy of Sciences,Xi'an 710119,China;
2.
University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China

摘要: 通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法，对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化，使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明，与已有单一梳状折射率分布的光纤相比，优化后的大模场光纤的模场面积提高了700 m2以上，且在相同弯曲半径下，基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 dB/m。此外，通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布，包括高斯分布、平坦化分布和环状分布，满足特殊激光加工工业的应用需求。
- 光纤光学 /
- 大模场光纤 /
- 模场调制 /
- 弯曲损耗 /
- 激光加工
Abstract: The wave-guide structure of the large mode area fiber with a comb-index core was optimized by adding a high refractive index platform in the outer layer of the fiber core, which provided a performance promotion on the parameters of mode field area, mode field distribution and bending resistance. The simulation results show that the optimized refractive index distribution increases the fiber's mode field area by more than 700 m2, and reduces bending loss of the fundamental mode from 6 dB/m to 0.1 dB/m at the same bending radius compared with the original comb-index distribution. Moreover, the mode field distributions including Gauss-like distribution, flattened distribution and hollow distribution, can be obtained by simply modulating the refractive-index parameters of the outermost platform, which may meet the needs of special laser processing industry.
- fiber optics /
- large mode area fiber /
- mode field modulation /
- bending loss /
- laser processing

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梳状大模场光纤结构的优化设计

doi: 10.3788/IRLA201948.0918005

1. 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西西安 710119;

2. 中国科学院大学,北京 100049

作者简介:
苗效方(1993-),女,硕士生,主要从事大模场光纤优化设计方面的研究。Email:15763948399@163.com

收稿日期: 2019-04-11
修回日期: 2019-05-21
刊出日期: 2019-09-25

基金项目:

国家重点研究发展计划（2017YFB1104400）

中图分类号: O436

关键词:

摘要: 通过在周期性梳状折射率结构的最外层增加一个高折射率平台的方法，对梳状折射率分布大模场光纤的波导结构进行了优化，使其在模场面积、模场分布及抗弯曲性能方面都有明显提升。模拟研究结果表明，与已有单一梳状折射率分布的光纤相比，优化后的大模场光纤的模场面积提高了700 m2以上，且在相同弯曲半径下，基模弯曲损耗由6 dB/m降低为0.1 dB/m。此外，通过对最外层高折射率平台的参数进行调制可实现不同的模场分布，包括高斯分布、平坦化分布和环状分布，满足特殊激光加工工业的应用需求。

English Abstract

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