上海光機(jī)所在全固態(tài)反諧振光纖設(shè)計(jì)與制備方面取得進(jìn)展

近日，中科院上海光機(jī)所先進(jìn)激光與光電功能材料部特種玻璃與光纖研究中心團(tuán)隊(duì)首次報(bào)告了用于抑制~1μm傳輸?shù)娜�固態(tài)抗諧振光纖(AS-ARF)的設(shè)計(jì)、制備和光學(xué)特性分析。相關(guān)成果“Design and fabrication of all-solid anti-resonant silicate fibers for Yb ASE suppression in Er/Yb fiber amplifier”為題發(fā)表于Optics Express。

目前，反諧振空芯光纖由于兼具大模場單模傳輸及濾波特性的優(yōu)勢被廣泛研究。但由于較高的制備和熔接難度等問題，工業(yè)化應(yīng)用還存在一定的限制。因此，開發(fā)一種具有全固態(tài)反諧振結(jié)構(gòu)的大模場光纖有望拓展其在有源及無源高功率光纖激光器方向的應(yīng)用。

在這項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)的仿真結(jié)果表明，AS-ARF在1550 nm波長、纖芯直徑為26-63μm的情況下，可以實(shí)現(xiàn)超過25 dB的高階模式(HOM)抑制比。采用打孔-套管結(jié)合高溫拉絲技術(shù)制備了硅酸鹽無源AS-ARF。如圖1(a)所示，其纖芯直徑為43 μm，數(shù)值孔徑為0.023，高折圓環(huán)壁厚為1.4μm。圖1（b）和（d）結(jié)果驗(yàn)證了其具有大模場單模傳輸及濾波特性。通過在EYDF放大器中熔接12 cm長的AS-ARF，Yb3+離子的放大自發(fā)輻射被有效抑制，1030 nm波段的損耗比1550 nm波段高12.3 dB。這是AS-ARF首次實(shí)現(xiàn)~1.5μm單模傳播及~1μm傳輸抑制。這種新型光纖結(jié)構(gòu)方案有望進(jìn)一步應(yīng)用于摻稀土元素的光纖放大器和激光器，包括摻Nd、Yb、Er、Tm和其它稀土元素的光纖放大器和激光器。

圖片:W020241016501617505090_ORIGIN.png

圖1.(a) AS-ARF的截面圖;(b) 黑色曲線為40 cm長的AS-ARF在0.5-1.7 μm波長范圍內(nèi)的透射光譜，紅色曲線為計(jì)算出的基模損耗；(c)和(d)不同耦合條件下輸出光束輪廓的變化。

該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中國科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目等支持。

相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.527717