專利名稱：一種自組織相干光纖波導(dǎo)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠進(jìn)行激光自組織相干的光纖波導(dǎo)及其制造方法。
背景技術(shù)：
光纖激光器是用光纖作激光增益介質(zhì)或上轉(zhuǎn)換介質(zhì)的激光器，1964年世界上第一代玻璃激光器就是最初的釹玻璃光纖激光器。光纖激光器發(fā)展的初始階段使用的光纖纖芯很細(xì)，最初的泵浦源很難聚焦到光纖芯部，技術(shù)的限制導(dǎo)致光纖激光器在以后的二十余年中沒有得到很好的發(fā)展。80年代后，隨著半導(dǎo)體激光器泵浦技術(shù)與激光耦合技術(shù)等各種能量光電子技術(shù)進(jìn)步，以及大芯徑雙包層有源光纖與高激光能量光纖的發(fā)展，光纖激光器得到了前所未有的發(fā)展摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻釹各種光纖激光器全面發(fā)展；有源光纖的芯徑從幾個微米發(fā)展到50微米以上，甚至向百微米芯徑的方向發(fā)展；多模泵浦技術(shù)從端泵技術(shù)發(fā)展到側(cè)泵，從單泵發(fā)展到多泵；光纖激光器的功率從最初的5W發(fā)展到千瓦級。目前，摻鐿光纖激光器的單根光纖輸出連續(xù)激光功率已經(jīng)達(dá)到2.2kW，采用摻鐿光子晶體光纖制造的摻鐿光纖激光器的單根光纖輸出連續(xù)激光功率已經(jīng)達(dá)到1.53kW。
隨著光纖激光應(yīng)用領(lǐng)域的迅速拓展和技術(shù)進(jìn)步，在很多領(lǐng)域，例如激光切割與激光焊接等材料加工領(lǐng)域，激光雷達(dá)與激光制導(dǎo)等激光武器，以及空間光通訊、遙感和光電對抗等領(lǐng)域都對光纖激光器的激光功率與光束質(zhì)量提出了更高的要求。因此，如何把多束較高功率激光高效地組合在一起輸出更高功率的高功率光纖激光器已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)的研究課題。通過將多臺百瓦級的光纖激光組合，美國IPG公司已經(jīng)制造出50kW摻鐿光纖激光器，可以焊接38.1mm厚的鋼板。激光的組束技術(shù)包括受激布里淵散射光纖組束、利用衍射光學(xué)元件激光組束和全光纖組束等組束技術(shù)。但是，常規(guī)的光纖激光組束技術(shù)只是將各束各個光纖激光的輸出通過一些光學(xué)元件進(jìn)行簡單的合并為一束，由于各個光纖激光之間沒有相位上的關(guān)系，是非相干的，這種組束技術(shù)可以使總的激光功率提高，但光束質(zhì)量相對于單根光纖激光來說卻變差很多。
為了在提高激光功率的同時(shí)，保持光纖激光良好的光束質(zhì)量，提出了高功率光纖激光的相干組束技術(shù)。2002年，在美國國防部和美國空軍的支持下，新墨西哥大學(xué)空軍實(shí)驗(yàn)室和麻省理工(MIT)大學(xué)林肯實(shí)驗(yàn)室采用主振蕩器并聯(lián)激光功率放大系統(tǒng)(MOPAMain Oscillator Power Amplify)結(jié)構(gòu)下的波長組束技術(shù)進(jìn)行了五個摻鐿光纖激光器的激光光束組束實(shí)驗(yàn)。美國諾斯洛普格拉曼(NorthropGrumman前身為西屋公司的Science and Technology Center)航空技術(shù)研究所建立起了一個七個光纖激光組成的相干合成并束實(shí)驗(yàn)裝置，并且實(shí)現(xiàn)了在小功率下四個光纖激光的精確調(diào)相和相干耦合輸出，進(jìn)一步提高單光纖激光的功率以及全部七個光纖激光的相干組束工作正在進(jìn)行中。
相干合成通常采用MOPA并聯(lián)激光功率放大系統(tǒng)，該合成方法由于各放大器并聯(lián)輸出，降低了對器件的要求，由一個激光主振蕩器激勵，但必須使各級放大器光路的光程相等，各放大器具有良好的一致性匹配。該體制的主要缺點(diǎn)激光主振蕩器如何分光束，光路設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試都比較復(fù)雜。為了保證應(yīng)用上的同光軸輸出，需要對各放大后的光束聚合，同樣帶來了對器件要求高，光路的設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試復(fù)雜等技術(shù)問題。
多光束脈沖激光的峰值疊加合成是激光相干合成的另外一種方法，即用多臺中大功率激光器通過同步控制技術(shù)，達(dá)到多臺中大功率激光器發(fā)射激光時(shí)域上的一致，并通過方向合成技術(shù)，在目標(biāo)上形成強(qiáng)功率激光輸出，致盲或損傷敵方武器系統(tǒng)光電傳感器。多光束激光同步控制系統(tǒng)主要是用高精度的同步控制器，控制多臺激光器同時(shí)出光，保證各激光器發(fā)出的每一個激光脈沖在時(shí)域上的一致，在目標(biāo)上達(dá)到峰值疊加，實(shí)現(xiàn)高峰值功率輸出。該方法對控制器的同步性要求非常高，在實(shí)際中難于實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性與激光相干性差。
全光纖組束合成技術(shù)，將很多個相同的光纖互相靠近，排成致密的列陣，在其輸出端共用一個腔片作為激光輸出鏡。由于各個光纖激光衍射的耦合作用，獲得高能相干激光輸出。美國布朗大學(xué)研究了單模光纖激光器的全光纖相干組束技術(shù)。利用由有源光纖制備的2×2單模光纖熔錐耦合器對激光進(jìn)行相干耦合，這種原理可以方便地應(yīng)用到大量光纖激光的組束中。輸入端口的基模經(jīng)過絕熱傳輸進(jìn)入耦合區(qū)的基模。如果耦合區(qū)的橫截面制備成徑向?qū)ΨQ，耦合器輸入端的兩個基模在耦合區(qū)中心將有相同的空間分布。若耦合區(qū)中心是分開的，耦合器可以作為幾個光纖激光腔的共用部分，可在分開部分使用一個所有光纖激光器共用的鏡子。在實(shí)驗(yàn)中，利用單模光纖熔錐耦合器的一半作為輸出鏡——兩光纖激光的光束組合器。不僅可以在同樣的空間模式上組合兩束激光的輸出，通過調(diào)節(jié)兩光纖激光器中一個的布喇格光柵鏡，還可觀察到使兩束激光耦合輸出與單一激光具有同線寬的注入鎖定現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可以用來保持激光組束的譜亮度。該方法由于耦合器和輸出腔鏡的穩(wěn)定性，以及多臺激光器相位與頻率的不一致，很難獲得較好的相干激光輸出。
可見，實(shí)現(xiàn)光纖激光的相干組束技術(shù)中，MOPA方案光路一致性必須完全相同，技術(shù)難度最高；外腔鏡調(diào)制鎖相方案需要對多臺激光源匹配設(shè)計(jì)，對多光束鎖相腔鏡要求非常高；多根光纖熔融拉錐耦合器組束技術(shù)同樣需要進(jìn)入耦合器之前的多臺激光源必須具備相位的嚴(yán)格一致性才能夠?qū)崿F(xiàn)部分相干輸出，并非真正意義上的相干。
為了實(shí)現(xiàn)光纖激光的相干組束，各國都申請了不同的專利美國專利US5033060在陣列激光器輸出端安裝一組衍射平板和相糾正元件，利用光的菲涅耳(Fresnel)衍射實(shí)現(xiàn)不同光束的相匹配，從而達(dá)到激光的相干組束。US6385228發(fā)明了一種高功率激光器的相干光束合束器，該發(fā)明采用增強(qiáng)布里淵Brillouin四波混頻的方法實(shí)現(xiàn)多束激光的相匹配與相鎖定，從而實(shí)現(xiàn)相干組束。也有采用將多根光纖進(jìn)行熔融拉錐的方法使纖芯模場膨脹，達(dá)到傳輸信號的模式耦合，如美國專利US6078716和中國專利94101047.3，但是這些技術(shù)方案都只是簡單地將光波信號進(jìn)行耦合。中國專利00800579.6公開了一種熱擴(kuò)張多芯光纖，將非蝕刻的多根光纖包層融合在一起，形成在一個公共包層中緊密放置的具有擴(kuò)張模式場的多芯，芯之間沒有信號耦合。其目的是，具有擴(kuò)張模式場的多芯的緊密放置使得從一個芯到其它芯傳播的光波排列更緊密。中國專利200610023417.5(激光相干合成裝置)公開了一種光纖激光組束激光器，包括多根雙包層光纖，每根雙包層光纖的一端各連接一個泵浦激光器，所述的多根雙包層光纖的另一端去除外包層后，線陣地緊密排列在光纖夾具內(nèi)形成一平整的光纖陣列輸出端面并置于一諧振腔盒內(nèi)一端，諧振腔盒的另一端設(shè)置一平凸透鏡，該專利主要利用外腔鏡的方法實(shí)現(xiàn)激光的相干組束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能夠進(jìn)行激光自組織相干的光纖波導(dǎo)及其制造方法，只要將泵浦激光耦合進(jìn)入該多芯有源光纖中，多芯中的稀土有源離子同時(shí)發(fā)生上轉(zhuǎn)換激發(fā)出頻率相同相位一致的激光，同時(shí)自發(fā)進(jìn)行相干，輸出高相干性的光纖激光。實(shí)現(xiàn)了激光產(chǎn)生與激光的相干同步進(jìn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自組織相干，對激光系統(tǒng)器件要求低，實(shí)用性強(qiáng)，方便民用和國防工業(yè)的應(yīng)用。
由于常規(guī)激光組束技術(shù)只是將多束(n束)光纖激光的輸出直接并束在一起，雖然可以提高激光系統(tǒng)的總功率(是單束激光功率的n倍)，但是它只是將多束激光功率進(jìn)行簡單的疊加，光束質(zhì)量嚴(yán)重變差，這種組束系統(tǒng)的光束質(zhì)量變差適用于短工作距離。對于長工作距離，則需要相干組束技術(shù)，將n束激光進(jìn)行相干組束，激光功率大幅度提高到原單束激光功率的n2倍。
但是，現(xiàn)有的激光相干組束系統(tǒng)不僅組束的光學(xué)系統(tǒng)復(fù)雜、對傳輸透鏡與反射光柵等光器件穩(wěn)定性能要求非常高，而且對光源的匹配性要求非常嚴(yán)格，還要對多束激光的相位進(jìn)行嚴(yán)格匹配與相位鎖定，并且對系統(tǒng)的各個單元穩(wěn)定性要求非常高，系統(tǒng)造價(jià)高而且不容易實(shí)用。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征在于包括高純的石英玻璃管，其采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)制造；稀土光纖芯棒，其采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積工藝制造，并將其排列成六邊形點(diǎn)陣，放入上高純石英套管中，形成多芯有源微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒；圍繞在摻稀土多光纖芯棒外圍的石英玻璃圓形內(nèi)包層；高純的石英玻璃內(nèi)包層外的環(huán)狀空氣孔外包層；光纖的保護(hù)涂層。
所述形成正六邊形的摻稀土光纖芯棒可以為六根，十九根等數(shù)量。
所述的摻稀土光纖芯棒包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等稀土離子。
所述的自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征還在于摻稀土光纖芯棒之間距離相等，周圍的摻稀土芯棒與中心芯棒的距離相等，周圍芯棒之間的距離也相等，其間距在0.50～11.0μm之間，優(yōu)選間距為1.0～5.0μm。
一種光纖激光器，其特征在于由所述多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)組合成，其包括半導(dǎo)體泵浦；光纖耦合器；對激光高反對泵浦光高透的雙包層光纖光柵；摻稀土多芯雙包層光纖對激光高透對泵浦光高反的雙包層光纖光柵；能量光纖輸出端頭。
一種自組織相干光纖波導(dǎo)的制造方法，其特征在于該方法包括采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)制造高純的石英玻璃管，然后在拉絲塔上拉絲成高純石英毛細(xì)管；采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積工藝制造出摻稀土光纖芯棒；將摻稀土光纖芯棒排列成正六邊形點(diǎn)陣，將排列好的光纖微棒束放入高純石英套管中；在其周圍緊密排列一圈高純石英毛細(xì)管后，一起裝入石英套管中形成多芯有源微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒；最后拉制成光纖。
上述制造方法中所形成正六邊形的摻稀土光纖芯棒可以為六根，十九根等數(shù)量。
上述制造方法，其特征在于多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)的每個纖芯都摻雜了稀土離子，包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等的稀土離子。
上述制造方法，其特征還在于摻稀土光纖芯棒之間距離相等，周圍的摻稀土芯棒與中心芯棒的距離相等，周圍芯棒之間的距離也相等，其間距在0.50～11.0μm之間，優(yōu)選間距為1.0～5.0μm。
光纖的內(nèi)包層外圍由一圈(或多圈)較大的空氣孔所組成，該環(huán)狀空氣孔與內(nèi)包層石英材料形成較大的折射率對比，從而提高內(nèi)包層的數(shù)值孔徑，大大地提高了泵浦激光耦合效率，降低了耦合難度；光纖的內(nèi)包層形狀可以是環(huán)狀空氣孔組成的圓形，也可以是六邊形，還可以是其它非圓形如五邊形和八邊形，打破泵浦光的螺旋型光路，提高泵浦光的多纖芯吸收效率與上轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的有益效果在于簡化了先產(chǎn)生激光、后相干合成產(chǎn)生高功率光纖激光的過程，直接實(shí)現(xiàn)了激光產(chǎn)生與激光相干的同步進(jìn)行，大大簡化激光系統(tǒng)；利用空氣孔增大內(nèi)包層的數(shù)值孔徑，降低耦合難度，提高了泵浦光耦合效率；多芯摻稀土光纖波導(dǎo)本身提高了泵浦光的吸收效率和上轉(zhuǎn)換效率，空氣包層孔和非圓形的內(nèi)包層形狀打破了螺旋型光傳輸路徑，提高了泵浦光的利用效率；該自相干光波導(dǎo)形成的相干激光系統(tǒng)對光器件要求較低，減輕對器件的壓力，單元泵浦技術(shù)較為成熟，系統(tǒng)造價(jià)成本低，易于實(shí)現(xiàn)，具備較好的經(jīng)濟(jì)效益；
從該自相干光纖波導(dǎo)中輸出的激光相干性好，良好的光束質(zhì)量便于工業(yè)應(yīng)用，并有利于大氣傳輸，具有較好的應(yīng)用前景。


圖1是一種微結(jié)構(gòu)摻稀土多芯光纖的結(jié)構(gòu)圖；圖2是一種六邊形內(nèi)包層的摻稀土多芯光纖結(jié)構(gòu)圖；圖3是一種全光纖化光纖激光器示意圖；圖4是七芯摻稀土光纖激光模場圖；圖5是十九芯摻稀土光纖的激光模場圖；圖6是七芯摻稀土光纖自組織相干激光的三維強(qiáng)度分布圖；圖7是七芯摻稀土光纖輸出相干激光的x方向激光強(qiáng)度分布圖；圖8是七芯摻稀土光纖輸出相干激光的y方向激光強(qiáng)度分布圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖并給出具體的優(yōu)選實(shí)施方式，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，一種微結(jié)構(gòu)摻稀土多芯光纖，其中1是光纖中心的摻稀土纖芯，2是圍繞在1周圍的等距離的六根摻稀土纖芯，3是圍繞在摻稀土多芯外圍的石英玻璃圓形內(nèi)包層，4是石英玻璃內(nèi)包層外的環(huán)狀空氣孔外包層，5是光纖的保護(hù)涂層。
本發(fā)明的該實(shí)施例采用等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)工藝技術(shù)制造高純的石英玻璃管，然后在拉絲塔上，在2200℃的高溫下拉絲成2000±10μm的高純石英毛細(xì)管；采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)工藝制造出摻稀土(包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等稀土離子)光纖芯棒，該摻稀土芯棒的數(shù)值孔徑為0.06，稀土摻雜濃度在6000ppm以上；將七根摻稀土光纖芯棒排列成如圖1所示的六邊形點(diǎn)陣，將排列好的光纖微棒束放入直徑為28mm的高純石英套管中；然后在其周圍緊密排列一圈直徑為2000μm，內(nèi)徑為1.95μm的高純石英毛細(xì)管后，一起裝入直徑為34mm的石英套管中，形成如圖1所示的多芯有源微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒；最后在2100℃拉制成外徑為400μm的光纖，該光纖的內(nèi)包層數(shù)值孔徑NA＝0.75，每個芯子直徑為20.2μm，每個摻稀土多芯之間的間距為0.92μm，即成為圖1所示的自組織相干光纖波導(dǎo)。
如圖2所示，一種六邊形內(nèi)包層的摻稀土多芯光纖，其中1是光纖中心的摻稀土纖芯，2是圍繞在1周圍的等距離的六根摻稀土纖芯，3是圍繞在摻稀土多芯外圍的石英玻璃六邊形內(nèi)包層，6是石英玻璃內(nèi)包層外的低折射率外包層，5是光纖的保護(hù)涂層。
本發(fā)明的該實(shí)施例采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)工藝制造出摻稀土(包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等稀土離子)光纖芯棒，該摻稀土芯棒的數(shù)值孔徑為0.08，稀土摻雜濃度在6000ppm以上；將七根摻稀土光纖芯棒排列成如圖2所示的六邊形點(diǎn)陣，將該排列好的光纖微棒束放入直徑為32mm預(yù)先加工成六邊形石英玻璃套管中，形成如圖2所示的內(nèi)包層為六邊形的摻稀土多芯石英光纖預(yù)制棒；采用紫外固化的低折射率涂料，在2100℃拉制成外徑為650μm的光纖，該光纖的內(nèi)包層數(shù)值孔徑NA＝0.46，每個芯子直徑為40.6μm，每個摻稀土多芯之間的間距為2.58μm，即成為圖2所示的自組織相干光纖波導(dǎo)。
采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)工藝制造出摻稀土(包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等稀土離子)光纖芯棒，該摻稀土芯棒的數(shù)值孔徑為0.07，稀土摻雜濃度在6000ppm以上。將十九根摻稀土光纖芯棒排列成正六邊形點(diǎn)陣，將該排列好的光纖微棒束放入直徑為44mm預(yù)先加工成六邊形石英玻璃套管中，形成內(nèi)包層為六邊形的摻稀土多芯石英光纖預(yù)制棒。采用紫外固化的低折射率涂料，在2100℃拉制成外徑為650μm的光纖，該光纖的內(nèi)包層數(shù)值孔徑NA＝0.46，每個芯子直徑為50.2μm，每個摻稀土多芯之間的間距為1.20μm，即成為本發(fā)明的自組織相干光纖波導(dǎo)。
采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)工藝制造出摻稀土(包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥等稀土離子)光纖芯棒，該摻稀土芯棒的數(shù)值孔徑為0.06，稀土摻雜濃度在6000ppm以上。將七根摻稀土光纖芯棒排列成的八邊形點(diǎn)陣，將該排列好的光纖微棒束放入直徑為32mm預(yù)先加工成六邊形石英玻璃套管中，形成內(nèi)包層為八邊形的摻稀土多芯石英光纖預(yù)制棒。采用紫外固化的低折射率涂料，在2100℃拉制成外徑為400μm的光纖，該光纖的內(nèi)包層數(shù)值孔徑NA＝0.46，每個芯子直徑為22.6μm，每個摻稀土多芯之間的間距為8.20μm，即成為本發(fā)明的自組織相干光纖波導(dǎo)。
將本發(fā)明的多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)按照圖3所示組合成光纖激光器，如圖3所示，一種全光纖化光纖激光器，其中7是半導(dǎo)體泵浦，8是光纖耦合器，9是對激光高反對泵浦光高透的雙包層光纖光柵，10是摻稀土多芯雙包層光纖，11是對激光高透對泵浦光高反的雙包層光纖光柵，12是能量光纖輸出端頭。
如圖4所示，為七芯摻稀土光纖激光模場圖，表明了七根稀土芯之間的激光模場；圖5是十九芯摻稀土光纖的激光模場圖，表明了十九根稀土芯之間的激光模場分布；圖6是七芯摻稀土光纖自組織相干激光的三維強(qiáng)度分布圖，表明了該多芯有源光纖波導(dǎo)輸出激光的三維強(qiáng)度分布；圖7和圖8分別是截取x和y方向激光強(qiáng)度分布，服從近似高斯分布，光束質(zhì)量好。從圖5～圖8的激光模場與強(qiáng)度分布可以得出結(jié)論該多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)實(shí)現(xiàn)了光纖激光的自組織相干，獲得了光束質(zhì)量好的激光輸出。
另外，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的原理和精神之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征在于包括高純的石英玻璃管，其采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)制造；稀土光纖芯棒，其采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積工藝制造，并將其排列成六邊形點(diǎn)陣，放入高純石英套管中，形成多芯有源微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒；圍繞在摻稀土多光纖芯棒外圍的石英玻璃圓形內(nèi)包層；高純的石英玻璃內(nèi)包層外的環(huán)狀空氣孔外包層；光纖的保護(hù)涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征在于所述形成正六邊形的摻稀土光纖芯棒可以為六根，十九根數(shù)量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征在于所述的摻稀土光纖芯棒包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥的稀土離子。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的自組織相干光纖波導(dǎo)，其特征在于摻稀土光纖芯棒之間距離相等，周圍的摻稀土芯棒與中心芯棒的距離相等，周圍芯棒之間的距離也相等，其間距在0.50～11.0μm之間，優(yōu)選間距為1.0～5.0μm。
5.一種光纖激光器，其特征在于由權(quán)利要求1所述多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)組合成，其包括半導(dǎo)體泵浦；光纖耦合器；對激光高反對泵浦光高透的雙包層光纖光柵；摻稀土多芯雙包層光纖；對激光高透對泵浦光高反的雙包層光纖光柵；能量光纖輸出端頭。
6.一種自組織相干光纖波導(dǎo)的制造方法，其特征在于結(jié)構(gòu)如權(quán)利要求1所述的光纖波導(dǎo)制作方法包括采用等離子體化學(xué)氣相沉積工藝技術(shù)制造高純的石英玻璃管，然后在拉絲塔上拉絲成高純石英毛細(xì)管；采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積工藝制造出摻稀土光纖芯棒；將摻稀土光纖芯棒排列成正六邊形點(diǎn)陣，將排列好的光纖微棒束放入高純石英套管中；在其周圍緊密排列一圈高純石英毛細(xì)管后，一起裝入石英套管中形成多芯有源微結(jié)構(gòu)光纖預(yù)制棒；最后拉制成光纖。
7.如權(quán)利要求6所述的自組織相干光纖波導(dǎo)的制造方法，其特征在于所述形成正六邊形的摻稀土光纖芯棒可以為六根，十九根。
8.如權(quán)利要求6所述的自組織相干光纖波導(dǎo)的制造方法，其特征在于多芯摻稀土有源光纖波導(dǎo)的每個纖芯都摻雜了稀土離子，包括摻鐿、摻鉺、鉺鐿共摻、摻銩、摻鈥的稀土離子。
9.如權(quán)利要求6所述的自組織相干光纖波導(dǎo)的制造方法，其特征在于摻稀土光纖芯棒之間距離相等，周圍的摻稀土芯棒與中心芯棒的距離相等，周圍芯棒之間的距離也相等，其間距在0.50～11.0μm之間，優(yōu)選間距為1.0～5.0μm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠進(jìn)行激光自組織相干的光纖波導(dǎo)及其制造方法。采用等離子體化學(xué)氣相沉積(PCVD)及改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積(MCVD)工藝技術(shù)制造出摻稀土光纖芯棒，將七根或十九根摻稀土光纖芯棒排列成為六邊形點(diǎn)陣，放入高純石英套管中形成多芯摻稀土光纖預(yù)制棒，然后拉絲成一定尺寸的自組織相干光纖波導(dǎo)。將泵浦激光耦合進(jìn)入該多芯有源光纖中，多芯中的稀土有源離子在泵浦光的作用下同時(shí)發(fā)生上轉(zhuǎn)換激發(fā)出頻率相同相位一致的激光，即自發(fā)進(jìn)行相干，輸出高相干性的光纖激光。該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了激光產(chǎn)生與激光的相干同步進(jìn)行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)自組織相干，對激光系統(tǒng)器件要求低，實(shí)用性強(qiáng)，方便民用和國防工業(yè)的應(yīng)用。
文檔編號G02B6/24GK1987534SQ200710000030
公開日2007年6月27日 申請日期2007年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月5日
發(fā)明者陳偉, 李進(jìn)延, 李詩愈, 蔣作文, 李海清, 彭景剛 申請人:烽火通信科技股份有限公司