【摘 要】
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高功率双包层光纤放大器在光纤通信、光纤传感和光谱测量等领域有广泛的应用,是光纤放大器发展的主要方向。目前以双包层掺杂光纤为增益介质的放大器,由于纤芯比较小,当放大
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高功率双包层光纤放大器在光纤通信、光纤传感和光谱测量等领域有广泛的应用,是光纤放大器发展的主要方向。目前以双包层掺杂光纤为增益介质的放大器,由于纤芯比较小,当放大器处于高功率运转时,纤芯内功率密度过高,导致许多非线性效应的产生,严重影响输出特性,阻碍了功率的进一步提高。大芯径的多模光纤被认为是解决这个问题的有效途径。通过总结光纤放大器和双包层光纤的发展及应用,得出增益介质光纤发展的三个主要趋势:1)高吸收效率;2)低损耗;3)高非线性阈值。为进一步提高双包层光纤的吸收效率和光纤放大器的增益,文中提出了一种具有D形内包层、大芯径螺旋状纤芯的双包层光纤结构。用光学几何法和光纤单位长度吸收效率对具有螺旋状纤芯内包层的吸收效率进行分析,得出螺旋状纤芯不会使D形内包层的吸收效率降低,反而因其具有较大的纤芯半径和对内包层折射率的扰动,提高了吸收效率。通过对模式增益系数的仿真和分析,得到了相对掺杂半径在0.5～0.6范围内时,有利于基模的选取。利用螺旋状光纤的损耗公式,对纤芯的各种参数进行了分析和讨论,最后给出了一组合适的螺纹状纤芯参数。
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