《熱致超大模場光纖的研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由曹澗秋擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱致超大模場光纖的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曹澗秋
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
非線性效應是影響高功率光纖雷射器功率提升的重要因素，而超大模場光纖是突破這一限制的關鍵。本項目擬對一種新型超大模場光纖——熱致超大模場光纖進行研究，與其它光纖不同的是，該光纖中的波導結構是利用摻雜纖芯中的熱效應形成的。其特點在於巧妙的利用光纖雷射器中的熱效應，對光纖的折射率分布進行調控，使得實現超低數值孔徑纖芯成為可能。本項目旨在對熱致超大模場摻鐿光纖的傳輸特性（包括模式不穩定性）進行深入研究的基礎上，揭示該光纖的纖芯拓展潛力及其在高功率光纖雷射器中的套用前景。在理論研究方面，建立能夠綜合考察弱反波導、非正規波導、熱效應、模式競爭和耦合等多種物理因素的熱致超大模場光纖的三維模型，對該光纖的本徵模式和傳輸特性進行研究；在實驗研究方面，利用光纖放大器系統，對該光纖的增益特性和模式特性進行研究。本項目的開展,將加深對於光纖雷射器中熱效應的認識,為超大模場光纖的研究提供新的思路。
結題摘要
非線性效應是影響高功率光纖雷射器功率提升的重要因素，而超大模場光纖是突破這一限制的關鍵。本項目對一種新型超大模場光纖——熱致超大模場光纖進行了數值和實驗研究，該光纖的特別之處在於：其波導結構是利用摻雜纖芯中的熱效應形成的，從而巧妙地利用光纖雷射器中的熱效應，對光纖的折射率分布進行調控，使得實現超低數值孔徑纖芯成為可能。本項目開展的主要工作包括：1、建立了用於熱致超大模場光纖本徵模式分析的二維溫度分布數值模型，研究了該光纖的本徵模式及其光束質量隨熱負載的變化規律；2、建立可用於熱致超大模場光纖雷射器的三維溫度分布數值模型，並數值研究了熱致超大模場光纖放大器的輸出特性；3、對熱致超大模場光纖中可能導致模式不穩定性的模式耦合特性進行了研究，該光纖中基模的絕熱傳輸條件，分析了彎曲對於該光纖模式耦合特性的影響；4、對熱致超大模場光纖進行了結構設計並進行了試製，驗證了拉制熱致超大模場光纖的可行性；並開展了實驗研究，初步驗證了溫度對光纖雷射器輸出模式特性的影響；5、對光纖放大器中的受激拉曼散射效應進行了理論研究，並給出了光纖放大器中拉曼閾值的解析表達式；6、數值研究了熱致超大模場光纖放大器在980nm波段的輸出特性，驗證了其在寄生放大自發輻射抑制方面的優勢，並在此基礎上，對980nm光纖放大器的輸出特性進行了數值研究。本項目的開展,揭示了熱致超大模場光纖的傳輸特性，對加深對於該光纖的認識及其光纖雷射器的設計具有重要指導意義；同時，相關結果還將加深對於光纖雷射器中熱效應的認識,為超大模場光纖的研究提供了新的思路。
