大模場(chǎng)混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖的設(shè)計(jì)與特性研究.pdf

1、光纖激光器以其光束質(zhì)量好、體積小、轉(zhuǎn)換效率高和散熱效果好等優(yōu)點(diǎn)，在制造工業(yè)、軍事和生物醫(yī)療中有著重要的應(yīng)用。大模場(chǎng)光纖被認(rèn)為是解決高功率光纖激光器功率提升面臨的非線性效應(yīng)及光纖損傷等功率增長(zhǎng)限制的一種最直接有效的途徑，本課題提出了一種新型的大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖，并詳細(xì)研究了其制備技術(shù)、光學(xué)特性等。主要從以下方面開(kāi)展研究：
　　(1)全固態(tài)混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖的導(dǎo)光機(jī)制研究，包括全內(nèi)反射(TIR)和光子帶隙導(dǎo)引（PBG）。

2、前者與傳統(tǒng)階躍光纖類似，后者導(dǎo)光機(jī)理可用反諧振反射光波導(dǎo)模型（ARROW）解釋。
　　(2)一種大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖參數(shù)設(shè)計(jì)，該光纖由三部分構(gòu)成，分別為大尺寸纖芯、多個(gè)高折射率小芯和石英包層。沿x軸方向，多個(gè)高鍺摻雜小芯對(duì)稱地線性排列在中央大芯兩側(cè)，包層基底為未摻雜的二氧化硅。
　　(3)采用光束傳輸法（BPM）和有限元分析方法（FEM）研究大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖的傳輸特性和模式特性，主要包括色散、有效模場(chǎng)

3、面積、限制損耗和彎曲損耗等。
　　(4)大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖制備技術(shù)研究，包括改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積法（MCVD）制備鍺摻雜芯棒技術(shù)、堆積法組制大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒技術(shù)和大模場(chǎng)面積混合波導(dǎo)型微結(jié)構(gòu)光纖的拉絲技術(shù)。
　　(5)光纖色散零點(diǎn)調(diào)控方法研究，通過(guò)調(diào)整光纖包層中高折射率摻鍺棒的間隔、直徑和摻雜濃度，實(shí)現(xiàn)色散零點(diǎn)調(diào)控，并在波長(zhǎng)1.06μm處實(shí)現(xiàn)零色散，有效模場(chǎng)面積為360μm2，在波長(zhǎng)1.31μm處