[发明专利]一种有源光纤及其制备方法

说明书

本发明涉及光纤技术领域，具体涉及一种有源光纤及其制备方法。有源光纤，由内至外依次包括纤芯、内包层、内涂层和外涂层；纤芯包括二氧化硅基质以及掺杂于所述二氧化硅基质中的稀土元素；内包层从内至外依次包括第一二氧化硅基质层、环形区域层和第二二氧化硅基质层；环形区域层包括二氧化硅基质以及掺杂于所述二氧化硅基质中的氟和/或磷。本发明通过在内包层中嵌入一层低折射率环形区域层，以提高泵浦光来回穿梭纤芯的概率，抑制螺旋光的产生，使得有源光纤的包层形状可保持圆形，有效地降低在激光器系统的熔接损耗；同时，低折射率环形区域可降低石英包层的有效面积，提高包层泵浦吸收。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，具体而言，涉及一种有源光纤及其制备方法。

背景技术

双包层有源光纤是高功率光纤激光器的增益介质，决定了输出激光的性能。目前，影响高功率光纤激光器的主要因素：一是光纤的非线性效应；二是有源光纤与无源光纤熔接端点发热。

目前，常规双包层有源光纤存在以下缺点：(1)常规有源光纤的吸收系数偏低，在激光器系统中使用长度偏长，非线性效应严重；(2)常规有源光纤内包层形状为八边形、D形等，与无源光纤的匹配性差，造成熔接损耗偏大，激光器系统发热现象严重。

为了提高光纤激光器输出激光的性能，需要提高有源光纤的吸收系数，以及有源光纤与无源光纤的匹配性。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种有源光纤，以解决现有技术中常规双包层有源光纤吸收系数低以及熔接损耗大的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种所述的有源光纤的制备方法，该方法简单易行。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种有源光纤，由内至外依次包括纤芯、内包层、内涂层和外涂层；

所述纤芯包括二氧化硅基质以及掺杂于所述二氧化硅基质中的稀土元素；所述纤芯的截面为圆形；

所述内包层从内至外依次包括第一二氧化硅基质层、环形区域层和第二二氧化硅基质层；所述环形区域层包括二氧化硅基质以及掺杂于所述二氧化硅基质中的氟和/或磷；所述内包层的截面为圆形；

所述纤芯的折射率为n₁，所述内包层的折射率为n₂，所述环形区域层的折射率为n₃；所述内涂层的折射率为n₄，所述外涂层的折射率为n₅，其中，n₅n₁n₂n₃n₄。

在一种实施方式中，所述纤芯的直径为5～50μm；所述纤芯的数值孔径为0.03～0.09。

在一种实施方式中，所述稀土元素包括镱、铒、铥和钬中的至少一种。

在一种实施方式中，所述内包层的直径为80～900μm。

在一种实施方式中，所述环形区域层的厚度为10～50μm。

在一种实施方式中，所述第一二氧化硅基质层的厚度为10～300μm。

在一种实施方式中，所述第二二氧化硅基质层的厚度为17～325μm。

在一种实施方式中，所述内涂层包括低折射率聚合物。

在一种实施方式中，所述内涂层的厚度为50～100μm。

在一种实施方式中，所述外涂层包括高折射率聚合物。

在一种实施方式中，所述外涂层的厚度为50～100μm。