江苏亨通光纤科技有限公司，江苏 苏州 215200
为了滤除高功率光纤激光器传能光纤包层中的剩余泵浦光、高阶模式激光、纤芯泄漏激光和反射光，提高高功率光纤激光器的光束质量和稳定性，基于自研国产双包层20 μm/ 400 μm传能光纤，以KHF2溶液、玻璃蒙砂膏和HF为腐蚀剂，采用分段腐蚀工艺，并复合应用腐蚀剂，制备了带梯度结构的包层光滤除器。所制备的包层光滤除器在输入泵浦光功率为343 W时，输出功率只有2.22 W，功率衰减系数达21.9 dB。为了在真实应用场景下利用激光器输出端传能光纤包层获得高功率低数值孔径激光，采用自研19 μm/ 400 μm双包层掺镱光纤构建光纤激光系统，在1173 W激光输入时包层光滤除器可滤除208 W低数值孔径包层光，在无主动散热条件下滤除器运行温度稳定在45 ℃以下。基于国产传能光纤制备的包层光滤除器可满足高功率光纤激光器的应用要求，保证了高功率光纤激光器的高光束质量和稳定性。
激光器 包层光滤除器 传能光纤 分段腐蚀 光纤激光器 中国激光
2022, 49(18): 1801003
王力 1王小林 1,2,3,*张汉伟 1,2,3陈子伦 1,2,3许晓军 1,2,3,*
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院, 长沙410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 长沙410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室, 长沙 410073
锥形光纤纤芯直径沿着光纤长度方向均匀增大，在抑制非线性效应方面有着独特的优势。理论对比了单横模高斯光束输入时，输入纤芯直径均为50 μm、纤芯直径沿着光纤长度方向恒定、线性增大和非线性增大的变纤芯直径传能光纤的输出光谱演化和拉曼光特性。在相同条件下，输入功率10 kW时，恒定型传能光纤的输出光谱中，拉曼抑制比（定义为输出光谱中信号光峰值强度分贝值与拉曼光峰值强度分贝值之差）为33.1 dB，线性增大和非线性增大型的输出拉曼抑制比分别为47.0，48.6 dB，分别优于恒定型传能光纤13.9，15.5 dB；输入功率达17.5 kW时，恒定型传能光纤中有81.6%的输入能量被耗散或转移到其他波长，线性增大和非线性增大型仅不到2%，其输出的信号光波段能量占总输入能量的98.1%，98.9%。结果表明，使用线性增大型或非线性增大型传能光纤代替恒定型常规光纤，可以有效提高受激拉曼散射阈值，相关研究可以为大功率光纤合束器和光纤端帽的设计提供有益参考。
光纤激光 受激拉曼散射 传能光纤 变纤芯直径 锥形光纤 仿真 fiber laser stimulated Raman scattering passive fiber variable core diameter tapered fiber simulation 强激光与粒子束
2021, 33(11): 111011
1 广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院, 广东 广州 510006
2 广东省信息光子技术重点实验室, 广东 广州 510006
3 河源广工大协同创新研究院, 广东 河源 517000
随着5G通信时代的来临,大容量、高频段和多业务接入的移动通信网络建设面临诸多挑战。在5G网络中,由于5G信号的高频段特征,基站覆盖范围大大减小,需要布设的基站数量急剧增加,为了保证覆盖能力,并降低总体的成本和功耗,基站正在向小型化、密集化、无源化方向发展。而光纤信能共传技术为实现新一代分布式微基站提供了解决方案,此技术通过光纤将射频信号和能量光传输至基站,为基站供能的同时,利用天线完成无线宽带信号的发射。介绍了光纤信能共传技术近年来的研究进展,并通过分析典型方案的特点,阐述了光纤信能共传技术的发展趋势。
光纤光学 光载无线通信系统 光纤传能技术 传能光纤 光纤耦合 光学学报
2021, 41(11): 1100001
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, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 陕西师范大学 物理学与信息技术学院，西安 710119
采用体式显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱表征了不同氟浓度、波导结构条件下光纤预制棒锥区及光纤的表面形貌与微观结构，用光纤综合参数分析仪、自制输出激光刀头分析了大芯径掺氟包层光纤的损耗、激光传输效率.结果表明: 随着氟含量的升高，氟挥发现象愈加明显，传统大芯径掺氟包层光纤表面产生的裂纹、凹坑等缺陷增多，光纤损耗略有增加，激光传输效率下降; 采用下陷掺氟内包层设计有效抑制了大芯径掺氟包层光纤制备过程中的氟挥发、析晶现象，1 200 nm波段光纤损耗为3.99 dB/km，平形和球形光纤2 μm波段的激光传输效率分别达到88.9%和88.4%，性能明显高于传统结构光纤.
氟挥发 传能光纤 医用光纤 掺氟光纤 医用激光刀头 传输效率 Fluorine volatilization Energy transmitting fiber Medical fiber Fluorine-doped fiber Medical laser probe Transmission efficiency 光子学报
2019, 48(11): 1148013
中国科学院半导体研究所全固态光源实验室, 北京 100083
采用CCD 光束分析仪研究经大芯径多模光纤传输后的出射光束，从输出光斑能量分布及出射光束质量两方面进行讨论，得到多模光纤的光传输特性。实验中以单模激光作为测试光源，进行了不同芯径及长度的多模光纤的传输实验。结果表明：多模光纤对入射光束具有整形作用，主要表现为光束质量下降，能量分布趋向均匀化。且光束质量恶化程度及光束匀化效果与传输用的多模光纤参数相关：光纤芯径越大，传输后的光束质量下降得越多，匀化效果越明显。多模光纤的传输长度同匀化效果亦呈正相关关系。多模光纤的匀化作用可为单模光源提供一种简单、有效的整形方案。通过选择不同参数的多模光纤可获得不同特性的准均匀光束，以适应特殊的激光加工需求。
光纤光学 传能光纤 能量分布 光束质量 CCD 光束分析仪模式激发 模式耦合 激光与光电子学进展
2015, 52(4): 040602
南京师范大学 江苏省光电技术重点实验室, 南京 210023
介绍一种便携式光纤辐射测温系统, 整个系统包含了大功率光纤耦合器、传能光纤、光电探测器, 前置放大模块, AD采样模块和信号处理模块等。具体描述了各个模块的作用及数据处理方法, 并对本系统的测试性能做了详细验证。该设计具有便携性, 易用性, 测量准确等优点, 完全可以应用在生长蓝宝石泡生晶体炉的热场测量中。
传能光纤 曲线拟合 标定 power delivery fiber curve fitting calibration
1 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心,太原 030051
2 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心
3 仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原 030051
为了在激光告警中实现全方位角度探测,并且在一定探测精度的前提下尽量使结构简单、稳定,提出了基于偏振编码的光纤天线的测量方法。该方法是通过在不同方向上放置不同起偏角的偏振片编码,再将各个方向的光纤耦合成一束,经准直透镜组射入解偏光路中,通过判断电路分析得到激光入射方向。在计算及仿真了经偏振片后激光能量的衰减,求解电路能检测到最弱激光的幅值与偏振衰减最大时激光引起的响应电流的幅值的关系,得到在激光角分辨率为30° 时满足探测要求。实验显示,在初始激光功率在20~150 mW 的条件下,每20°划分的偏振角度中设定最小识别电压为20 mV 时,满足全方位激光方向探测的要求。
激光告警 偏振编码 光纤天线 传能光纤 laser warning polarizing coding optical fiber antenna transmission fiber
1 中国工程物理研究院,电子工程研究所,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
针对传能光纤的高峰值功率激光损伤过程,研究了光纤损伤测试方法.实验装置搭建中增加了定位孔,有利于激光注入光纤对准;分别采用刀口法和CCD法对入射光束不同截面处光斑大小进行了测量,两种方法的测量结果基本一致.参考GJB1487-92激光光学元件测试方法和ISO11245光学表面的激光诱导损伤阈值测试方法,采用N-ON-1损伤测试和有效光斑面积计算方法对芯径为400 μm的石英包层阶跃折射率石英光纤进行了损伤阈值测试.实验发现:光纤损伤部位全部为入射端面,利用200倍显微镜观察光纤端面,出现明显永久性损伤点.最后采用统计学原理和线性拟合等方法得出测试光纤的端面零概率损伤阈值为3.85 GW/cm2.
高功率激光 激光诱导损伤 传能光纤 损伤阈值 测试方法 强激光与粒子束
2007, 19(10): 1627
燕山大学红外光纤与传感研究所,河北 秦皇岛 066004
介绍了GeO2介质膜空芯传能光纤的基本结构和相关的Miyagi传输损耗公式.在此基础上将通过实验得到的GeO2介质膜空芯光纤中HE11模在空芯光纤处于直线状态和弯曲状态下实测损耗值与Miyagi传输损耗公式经过插值运算得到的理论预测损耗曲线进行了比较,并分析了两者存在差异的原因.文章最后给出了GeO2介质膜空芯光纤在其处于直线和弯曲状态下的输出能量分布特性.
光电子学 GeO2介质膜空芯传能光纤 Miyagi公式 直线损耗 弯曲损耗 输出能量分布
