[发明专利]一种掺镱保偏光纤

说明书

本发明属于光学与激光光电子技术领域，具体公开了一种掺镱保偏光纤，包括纤芯、内包层、外包层和应力层。所述纤芯位于内包层的中央，为镱、铝、磷共掺的二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₁；所述内包层为二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₂；所述应力层对称间隔分布在纤芯两侧且位于内包层中，为掺硼二氧化硅，具有最大折射率Δ百分比Δ₃；所述外包层环绕分布在内包层周围，具有最大折射率Δ百分比Δ₄。其中，Δ₁Δ₂Δ₃Δ₄，且分布体积V₃需大于3460％Δum²且小于6060％Δum²。

技术领域

本发明涉及光学与激光光电子技术领域，具体涉及一种掺镱保偏光纤。

背景技术

随着光纤激光器的迅猛发展，如何进一步实现高功率输出成为近年来

的研究热点，激光器的相干合成技术是实现这一突破的有效途径，然而在比较稳定的线偏振状态下工作是实现相干合成的必要条件，相比于使用偏振器件，掺镱保偏光纤可以实现系统的全光纤结构，更稳定且操作简便，因此更具有优势；另外，倍频技术是获得绿激光输出的关键手段，而在谐波转换的过程中，必须保证相位匹配才能实现能量高效连续地转换，这就需要入射至非线性晶体的基波具有固定的偏振态，所以采用保偏掺镱光纤来获得线偏振态的输出激光尤为重要，因此，掺镱保偏光纤的研发制造对于特殊激光领域有重要意义。

目前国内在掺镱保偏光纤的制备上一定程度受限于掺镱芯棒的尺寸，因为现有工艺在制备大尺寸芯棒上尚有一定难度，这会对后续打孔造成较大的局限性。若孔距太近，会在拉丝过程中在纤芯边缘形成较大应力导致纤芯变形，从而使得光纤对信号光的损耗增大、光束质量恶化；若孔距过远，又无法保证所需的双折射，并且容易造成包层边缘应力过大而导致的包层变形。因此，如何在现有的芯棒基础上合理设计应力层的大小、间距以及折射率下陷深度尤为关键，优良的设计可以保证光纤在具备保偏性能的同时具有良好的光束质量。

发明内容

为了实现超快激光器系统的全光纤结构，本发明提供一种可实现激光增益并保持偏振态的掺镱保偏光纤。

本发明采用的技术方案是：

一种掺镱保偏光纤，包括纤芯、内包层、应力层和外包层，所述纤芯位于内包层的中央，所述应力层对称间隔分布在纤芯两侧且位于内包层中，所述外包层环绕分布在内包层周围，所述纤芯为镱、铝、磷共掺的二氧化硅；所述应力层的背景材料为掺硼二氧化硅，所述内包层的背景材料为纯二氧化硅。

其中，所述外包层外涂覆有两层涂层，内涂层和外涂层，所述内涂层为低折射率耐高温涂料，所述外涂层为高折射率耐高温涂料。

其中，所述光纤横截面为中心对称结构，所述纤芯、内包层、外包层和应力层均为圆形对称。

其中，包括具有最大折射率Δ百分比Δ₁的纤芯；具有最大折射率Δ百分比Δ₂的内包层；具有最大折射率Δ百分比Δ₃的应力层；具有最大折射率Δ百分比Δ₄的外包层，其中，Δ₁Δ₂Δ₃Δ₄，且应力层的分布体积V₃定义为：

r₂和r₃表示应力层的内半径和外半径，V₃需大于3460％Δum²且小于6060％Δum²。