本实用新型涉及光纤技术领域,具体涉及一种内包层渐变的掺镱双包层光纤。
背景技术:
近年来,光纤激光器得到了飞速发展,尤其是双包层光纤发明以来,光纤激光器输出功率从毫瓦级攀升至万瓦级。一般来说,纤芯是由掺稀土元素的sio2构成,它作为激光的传输通道,对相关波长应设计成单模,以保证输出激光是基横模。包层由横向尺寸和数值孔径比纤芯大的多、折射率比纤芯小的sio2构成,它是泵浦光传输通道,对泵浦光是多模的。
但随着掺镱双包层光纤的技术发展,缩短激光器中掺镱光纤的长度是降低掺镱光纤激光器成本和进一步实现掺镱光纤激光器便携化小体积的关键方向之一,而当前通过调整纤芯掺镱浓度,纤芯结构从而提升对包层泵浦光的吸收转化效率已经达到调整上限。因此需要通过改变内包层结构,提升有效泵浦光的吸收。
技术实现要素:
本实用新型的目的是针对上述现状,提供一种内包层渐变的掺镱双包层光纤,以解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案为:一种内包层渐变的掺镱双包层光纤,纤芯、内包层、外包层及保护层,所述内包层包覆于所述纤芯,所述外包层包覆于所述内包层,所述保护层包覆于所述外包层,所述内包层的折射率随着与所述纤芯距离增加而先增大后减小。
本实用新型的效果是:该内包层渐变的掺镱双包层光纤通过改变内包层结构,实现泵浦光在内包层中的有效汇聚,进而提升本泵浦光穿越纤芯功率密集特性,从而提升有效泵浦光的吸收,减少剩余的包层泵浦光。
附图说明
图1所示为本实用新型提供的内包层渐变的掺镱双包层光纤的结构示意图;
图2所示为本实用新型提供的内包层渐变的掺镱双包层光纤的折射率曲线图。
具体实施方式
下面结合附图介绍本实用新型的内包层渐变的掺镱双包层光纤:
如图1所示,为本实用新型提供的一种内包层渐变的掺镱双包层光纤,其包括纤芯1、内包层2、外包层3及保护层4,所述内包层2包覆于所述纤芯1,所述外包层3包覆于所述内包层2,所述保护层4包覆于所述外包层3。
所述内包层2的折射率随着与所述纤芯1距离增加而先增大后减小。
所述内包层2可以做成各种形状,有圆形的、方形的、矩形的,泵浦光在不同形状的内包层中传输时,所述纤芯1对泵浦光的吸收率不同。所述外包层3是由折射率比内包层小的聚合物材料构成,这样在所述内包层2和所述外包层3之间形成了一个大截面、大数值孔径的光波导,它可以允许大数值孔径、大截面和多模的高功率泵光耦合到光纤中。所述保护层4是硬塑料,用来保护光纤。双包层光纤与传统的单模光纤的区别在于:通过光纤结构设计和选择合适的材双包层铒镱共掺光纤放大器的研究料,紧靠纤芯的内包层折射率高于外包层折射率,从而在单模纤芯外面形成允许在其中传输高功率多模泵浦光的内包层。当泵浦光沿内包层纵向传播时,将多次穿越纤芯,从而激发稀土离子产生激光效应。由于允许包层中泵浦光多模传输,所以对泵浦源的要求大大降低,可以选择相对便宜的多模激光二极管进行泵浦,同时由于内包层具有较大横截面积和数值孔径,所以大大提高了入纤泵浦功率和耦合效率。
所述内包层2的折射率剖面呈抛物线。
如图2所示,所述内包层2的折射率符合以下公式:
所述此种光纤制备方法与传统光纤制备方法相仿,只是在沉积内包层时采用增加锗的含量来控制内包层折射率,再沉积芯层时先通入六氟化硫来整体调整纤芯折射率,然后在缩棒时通过控制管内压力来形成内包层渐变折射率结构。
通过数值模拟此种光纤相对于传统光纤而言,抛物线渐变包层比常规包层更能够束缚模式,对于纤芯模,渐变包层能使其更接近纤芯中心;对于包层模,能使其更接近纤芯,有更多的能量经过纤芯。
该内包层渐变的掺镱双包层光纤通过改变内包层结构,实现泵浦光在内包层中的有效汇聚,进而提升本泵浦光穿越纤芯功率密集特性,从而提升有效泵浦光的吸收,减少剩余的包层泵浦光。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种内包层渐变的掺镱双包层光纤,其特征在于,其包括:纤芯、内包层、外包层及保护层,所述内包层包覆于所述纤芯,所述外包层包覆于所述内包层,所述保护层包覆于所述外包层,所述内包层的折射率随着与所述纤芯距离增加而先增大后减小。
2.根据权利要求1所述的内包层渐变的掺镱双包层光纤,其特征在于,所述内包层的折射率剖面呈抛物线。
3.根据权利要求2所述的内包层渐变的掺镱双包层光纤,其特征在于,所述内包层的折射率符合以下公式: