[发明专利]一种手征性耦合纤芯增益光纤及制备方法

说明书

本发明公开了一种手征性耦合纤芯增益光纤及制备方法，所述光纤由内向外依次包括中央纤芯，卫星纤芯，内包层，外包层，所述中央纤芯的直径为a，所述卫星纤芯的直径为b,所述中央纤芯与卫星纤芯的芯间距为d，且b<a,d<a+b,所述中央纤芯、卫星纤芯、内包层、外包层的折射率分别为n₁,n₂,n₃,n₄且n₁>n₃>n₄，n₂>n₃,所述卫星纤芯为等螺距螺旋结构，所述卫星纤芯的螺距为Λ，且3mm<Λ<15mm。该光纤能在提高输出激光功率的同时保证激光的光束质量，能满足高精度激光加工中对激光器或放大器增益光纤的要求，本发明提供的制备方法简单实用，能满足该类光纤批量化生产的需求。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种手征性耦合纤芯增益光纤及制备方法。

背景技术

在光纤激光器的工业应用中，为了实现更高的加工精度，对输出激光的功率与光束质量有较高的要求，为了防止激光功率提升带来的非线性效应影响，需要增大纤芯直径以提高光纤非线性效应阈值，而光纤纤芯直径的加大不可避免的引入更多的高阶模式，从而造成输出激光光束质量的下降，降低激光的加工性能。为了使光纤在具备较大芯径的同时仍能保持较好的光束质量，常见的方法有两种，一种是模式滤除法，即通过各种手段在输出端将光纤的高阶模滤掉，如拉锥工艺等，另一种是通过光纤的波导设计，使纤芯中只能传输低阶模，如光子晶体光纤，模式转换光纤，手征性耦合纤芯光纤等。

现有的手征性耦合纤芯光纤在制造时一般采用管棒法或切槽法，采用管棒法制备该光纤时，先将中央纤芯预制棒和卫星纤芯预制棒放入套管，随后对套管进行加热，并旋转套管进行拉丝；切槽法通过在中央纤芯预制棒切割凹槽与卫星纤芯预制棒进行组合，并对组合结构进行高温旋转拉丝以制备光纤。

管棒法由于中央纤芯预制棒与套管之间有卫星纤芯预制棒，难以紧密贴合，旋转拉丝过程中易造成波导结构变形，工艺重复性差，切槽法由于卫星光纤预制棒与中央纤芯预制棒分离处接触面积较大，在高速旋转拉丝过程中易造成预制棒离心甩动，工艺稳定性不高，影响光纤的拉丝质量。

发明内容

本发明提出了一种手征性耦合纤芯增益光纤及制备方法，该光纤能在提高输出激光功率的同时保证激光的光束质量，能满足高精度激光加工中对激光器或放大器增益光纤的要求，本发明提供的制备方法简单实用，能满足该类光纤批量化生产的需求。

本发明采用的技术方案如下：

一种手征性耦合纤芯增益光纤，由内向外依次包括中央纤芯，卫星纤芯，内包层，外包层，

所述中央纤芯的直径为a，所述卫星纤芯的直径为b,所述中央纤芯与卫星纤芯的芯间距为d，且b&lt;a,d&lt;a+b,所述中央纤芯、卫星纤芯、内包层、外包层的折射率分别为n₁,n₂,n₃,n₄且n₁&gt;n₃&gt;n₄，n₂&gt;n₃,所述卫星纤芯为等螺距螺旋结构，所述卫星纤芯的螺距为Λ，且3mm&lt;Λ&lt;15mm。

其中，所述中央纤芯为镱铝且掺杂Ge,P,F中的一种或多种的玻璃材料。

其中，所述卫星纤芯为铜或钐且掺杂Ge,P,F中的一种或多种的玻璃材料。

其中，所述内包层结构为D形，矩形，六边形，八边形中的任一种。

其中，所述内包层基质材料为石英玻璃,掺杂元素为Ge,Al,F,P中的一种或多种。