上海光機所在全固態(tài)反諧振光纖設計與制備方面取得進展

近日，中科院上海光機所先進激光與光電功能材料部特種玻璃與光纖研究中心團隊首次報告了用于抑制~1μm傳輸?shù)娜�固態(tài)抗諧振光纖(AS-ARF)的設計、制備和光學特性分析。相關成果“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)反諧振結構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用。

在這項工作中，研究團隊的仿真結果表明，AS-ARF在1550 nm波長、纖芯直徑為26-63μm的情況下，可以實現(xiàn)超過25 dB的高階模式(HOM)抑制比。采用打孔-套管結合高溫拉絲技術制備了硅酸鹽無源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）結果驗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首次實現(xiàn)~1.5μm單模傳播及~1μm傳輸抑制。這種新型光纖結構方案有望進一步應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。

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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院戰(zhàn)略性先導科技專項、中國科學院重點部署項目等支持。

相關鏈接：https://doi.org/10.1364/OE.527717