雙包層光纖的結構由裏到外分別為(wei) 纖芯、內(nei) 包層、外包層和保護層。它是一種具有特殊結構的光纖,比普通單模光纖增加了一個(ge) 內(nei) 包層,其橫截麵尺寸和數值孔徑都遠大於(yu) 纖芯。內(nei) 包層與(yu) 摻稀土離子纖芯之間構成單模光波導,將激光限製在纖芯當中;同時它又與(yu) 外包層構成了傳(chuan) 輸抽運光的多模光波導,使得抽運光在內(nei) 包層中反射並多次穿越纖芯被摻雜離子所吸收,從(cong) 而將抽運光高效地轉換成為(wei) 單模激光,極大提高了光-光轉換效率。另外,由於(yu) 抽運光入射麵積的增加,允許采用大功率多模半導體(ti) 激光器作為(wei) 抽運源,而且耦合效率也得到了很大的提高。光電子在武漢的第二個(ge) 億(yi) 產(chan) 業(ye) ,因此雙包層光纖和包層抽運技術的采用可以充分利用大功率抽運源。
最初研製出的是圓形內(nei) 包層雙包層光纖,不同內(nei) 包層形狀的雙包層光纖有點是不需要對光纖預製棒機械加工,製造工藝簡單。但是,這種光纖也有嚴(yan) 重的缺陷:圓形對稱使內(nei) 包層中有大量抽運光以螺旋光的形式存在,這部分在傳(chuan) 輸過程中不經過纖芯,因此不能被Yb3+離子吸收,降低了抽運光的利用效率。為(wei) 了克服這個(ge) 缺陷,並考慮與(yu) 不同抽運源的匹配,提高抽運光耦合效率,國內(nei) 研究者相繼提出了多種新型內(nei) 包層形狀的雙包層光纖,譬如偏芯型、方形、矩形、六邊形、梅花形、D型等,不同內(nei) 包層形狀的光纖具有不同的抽運激光轉換效率,此外,內(nei) 包層的橫截麵積和數值孔直徑也會(hui) 影響抽運激光耦合效率。
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