【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有源光纤，更具体地，涉及一种多包层有源光纤及其制备方法。
技术介绍
1、激光器的拉曼比(raman ratio)通常指的是在光纤激光器中，由于受激拉曼散射(stimulated raman scattering,srs)效应，激光器输出的信号光功率与产生的拉曼散射光(即斯托克斯光)功率之间的比值。这个比值是衡量激光器性能的一个重要参数，尤其是在高功率光纤激光器中，因为它关系到激光器的输出功率和系统的可靠性。
2、拉曼比受光纤激光器中增益光纤的多种因素影响，包括光纤的有效模场面积、光纤长度、光纤折射率剖面结构设计等等。为了提高激光器的性能和可靠性，需要通过优化上述因素来控制和抑制srs效应，以保持高的拉曼比。高功率下，提高泵浦光的光束质量并抑制拉曼散射效应是一项技术挑战，具有较大芯径的有源光纤往往难以同时优化拉曼抑制比和光束质量。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种包层有源光纤及其制备方法，其目的在于，通过多层下陷包层，分别进行模式扰动和模式分离，即扰模和滤模，提高基模能量比的同时提高纤芯吸收效率，从而同时优化拉曼抑制比和光束质量，由此解决现有的双包层有源光纤往往难以同时优化拉曼抑制比和光束质量的技术问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种多包层有源光纤，其玻璃部分包括稀土离子掺杂纤芯和非圆形泵浦包层；
3、所述泵浦包层包括至少两层低折射率下陷包层，其中最内侧靠近纤芯的下陷
4、所述内下陷包层外侧的na范围在0-0.164；
5、所述外下陷包层内侧的na范围在0-0.164。
6、优选地，所述多包层有源光纤，其所述内下陷包层的折射率低于等于所述外下陷包层的折射率。
7、优选地，所述多包层有源光纤，其所述内下陷包层的掺f的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，更优选2um-5um。
8、优选地，所述多包层有源光纤，其所述外下陷包层的掺f的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，优选2um-5um。
9、优选地，所述多包层有源光纤，其所述内下陷包层与外下陷包层地折射率差在0.00139以内。
10、优选地，所述多包层有源光纤，其所述内下陷包层和/或所述外下陷包层为环形。
11、优选地，所述多包层有源光纤，其内下陷包层距离纤芯为10um-80um，优选30um-60um；外下陷包层与内下陷包层距离为10um-70um，优选10um-50um之间。
12、优选地，所述多包层有源光纤，其纤芯直径范围在10um-90um之间，na范围在0.02-0.09之间，掺杂包含p2o5、yb2o3、al2o3、f、ce2o3，掺杂浓度p2o2在1-8mol％、yb2o3为0.05-1mol％、al2o3在1-5mol％、f为0.3-3mol％、ce2o3为0.1-1mol％，所述纤芯与所述内下陷包层之间为纯石英层，所述外下限包层外侧为纯石英层。
13、优选地，所述多包层有源光纤，其优选地，所述多包层有源光纤，其述内下陷包层与外下陷包层之间包括纯石英层；所述内下陷包层与外下陷包层之间包括一层或多层低折射率的中间下陷包层。
14、按照本专利技术的另一个方面，提供了所述的多包层有源光纤的制备方法，包括以下步骤：
15、(1)制作芯棒与包层套管：按照所述多包层有源光纤的剖面设计，采用改进的mcvd气相沉积法或结合溶液法制作用于形成稀土离子掺杂纤芯的芯棒，采用pcvd法沉积制作用于形成包括至少两层低折射率下陷包层的泵浦包层的包层套管，并将所述包层套管外轮廓机加工为非圆形，使所述芯棒外径与所述包层套管内径相匹配；
16、(2)套管拉丝：将所述芯棒插入所述包层套管制作套管，并进行拉丝得到所述有源光纤玻璃部分。
17、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
18、本专利技术提供的多包层有源光纤，通过外下陷包层与非圆形泵浦包层实现加强扰模，使更多的泵浦光进入内下陷包层，内下陷包层滤除高阶模式，提高其内侧基模能量占比，从而同时优化光束质量和拉曼抑制比，适合作为高功率激光器的增益介质。
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1.一种多包层有源光纤，其特征在于，其玻璃部分包括稀土离子掺杂纤芯和非圆形泵浦包层；
2.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层的折射率低于等于所述外下陷包层的折射率。
3.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层的掺F的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，更优选2um-5um。
4.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述外下陷包层的掺F的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，优选2um-5um。
5.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层与外下陷包层地折射率差在0.00139以内。
6.如权利要求1至5任意一项所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层和/或所述外下陷包层为环形。
7.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其特征在于，内下陷包层距离纤芯为10um-80um，优选30um-60um；外下陷包层与内下陷包层距离为10um-70um，优选10um-50um之间
8.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其特征在于，纤芯直径范围在10um-90um之间，NA范围在0.02-0.09之间，掺杂包含P2O5、Yb2O3、Al2O3、F、Ce2O3，掺杂浓度P2O2在1-8mol％、Yb2O3为0.05-1mol％、Al2O3在1-5mol％、F为0.3-3mol％、Ce2O3为0.1-1mol％，所述纤芯与所述内下陷包层之间为纯石英层，所述外下限包层外侧为纯石英层。
9.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层与外下陷包层之间包括纯石英层；所述内下陷包层与外下陷包层之间包括一层或多层低折射率的中间下陷包层。
10.如权利要求1至9任意一项所述的多包层有源光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多包层有源光纤，其特征在于，其玻璃部分包括稀土离子掺杂纤芯和非圆形泵浦包层；
2.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层的折射率低于等于所述外下陷包层的折射率。
3.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层的掺f的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，更优选2um-5um。
4.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述外下陷包层的掺f的含量为0.3-3mol％，厚度≥1um，优选1um-10um，优选2um-5um。
5.如权利要求1或2所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层与外下陷包层地折射率差在0.00139以内。
6.如权利要求1至5任意一项所述的多包层有源光纤，其特征在于，所述内下陷包层和/或所述外下陷包层为环形。
7.如权利要求1所述的多包层有源光纤，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘天应，徐祖应，孟悦，黎宇，孙朗，
申请(专利权)人：长飞光坊武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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