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特种光纤技术及其发展趋势

2013-06-27 14:58来源:烽火科技关键词:光纤烽火通信光纤预制棒收藏点赞

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五、掺稀土光纤

随着新型光电子器件的发展,掺稀土光纤的应用越来越广泛。掺稀土光纤主要包括掺镱光纤、掺铒光纤、掺铥光纤等,烽火通信的高性能掺稀土光纤成功获得“国家重点新产品”称号,打破了国外对我国高功率双包层掺稀土光纤的技术封锁。

烽火通信采用自主知识产权的专利技术,实现了稀土离子掺杂技术突破,镱离子浓度迅速突破13000ppm(见图13所示),双包层掺镱光纤的纤芯直径迅速突破100微米的技术关隘,达到115微米(见图14所示)。

目前,烽火通信科技股份有限公司的单根掺镱光纤成功实现1640W的1080nm的激光功率输出(见图15所示),这是国内特种光纤的首次技术突破,达到了当前国际先进水平,促进了我国国防科学技术的进步。

在开发掺镱光纤的同时,烽火通信也开发出双包层掺铥光纤,获得了150W的中红外激光输出(见图16所示)。烽火通信科技股份有限公司制造的掺铒光纤、铒镱双包层光纤、掺铥光纤都成功实现了商用化,促进了国内掺铒光纤放大器、光纤激光器等新型光纤器件的发展,为我国新型光电子器件的发展奠定基础。

常规的双包层掺镱光纤要维持较好的单模特性时,当其纤芯数值孔径达到0.03,其理论单模模场直径的极限为25微米,这远远不能够满足高功率光纤激光器的大功率高光束质量与高亮度的需求。光子晶体光纤技术的出现为双包层掺稀土光纤及新型光纤激光器提供了新的技术途径。

采用空气与石英的复合材料结构,形成二维的三角形晶格点阵,当空气孔直径d与晶格常数∧的比例小于0.42时,光波电磁场维持单模工作模式。国外已经开发出纤芯直径达到80微米的双包层掺镱光纤,具备良好的单模特性。同时,外包层采用大空气孔取代常规的低折射率涂料极大地提高了内包层的数值孔径,并增强了其耐热性。

图17为烽火通信研制的双包层掺镱光子晶体光纤,经过测试,该光纤的桥壁宽度为0.32 μm,内包层数值孔径为0.65,纤芯数值孔径为0.06,有效模场面积为1 465.7μm2。

图18为烽火通信研制的掺铒光子晶体光纤,该光纤较常规掺铒光纤具有更好的抗辐照特性,以及较好的增益特性。

六、能量传输光纤

能量光电子与信息光电子是光电子领域的一对孪生姊妹,信息光电子是利用光子作为信息的载体,而能量光电子是利用光子作为能量的载体,逐渐形成未来社会不可缺少的科学技术。其实,能量光电子技术自1960年美国休斯实验室研制出世界第一台红宝石激光器之后,相继研制开发了半导体激光器、CO2激光器、YAG激光器和高功率CO2激光器。特别是高功率激光器的研制成功,为激光加工技术在工业、农业、医疗、军事、科学研究以及生活等领域的应用和相关行业的发展创造了巨大的技术进步。

随着能量光电子技术的不断进步,各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现,激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式。光纤输出激光的方式具有传输功率损耗小、操作简单方便、可以任意伸展待加工部位等优点,大大地简化并缩小了现代激光设备,已经广泛地应用于材料表面热处理、激光焊接、激光切割、激光医疗、激光美容、激光制导等领域。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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