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新型全固态准晶体结构大模场光纤特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:物理学报
  • 时间:2014.1.1
  • 页码:034206-1-034206-6
  • 分类:TN818[电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]南开大学物理科学学院,天津300071
  • 相关基金:南开大学本科生创新科研“百项工程”项目(批准号:BXll207)和国家自然科学基金国家基础科学人才培养基金(批准号:J1103208)资助的课题.
  • 相关项目:南开大学物理学基地
中文摘要:

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1064nm处,有效模场面积高达5197μm^2,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1064-2000nm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10cm时,弯曲损耗小于0.01dB/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.

英文摘要:

Large-mode-area single-mode fibers play an important role in the field of high power lasers, high power delivery, and high sensitivity sensor. A novel all-solid large-mode-area single-mode photonic quasi-crystal fiber with extremely low loss is proposed. This kind of fiber contains a hexagonal quasi-crystal array of slightly fluorine-doped silica rods in a silica background. Its structure and properties are simulated numerically in virtue of finite element method. Effects of variation of d/A, or A on fiber loss and effective mode-area properties are investigated. Numerical results demonstrate that an effective mode-area of 5197 μm^2, low confinement loss of 10^-5 dB/km for fundamental mode and high confinement loss of 100 dB/km of second-order mode at a wavelength of 1064 nm. Numerical simulations show that this fiber can operate effectively in single-mode and remove the conflict between large-mode-area and low loss. Moreover, the bending loss for a bending radius of 10 cm is as low as 0.01 dB/m. This fiber can increase the thermal damage threshold of the PQF, decrease the coupling loss and simplify the fabrication process. The design of new fibers is highly meaningful for the development of high power delivery, fiber lasers, and fiber amplifiers.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876