Page 25 - 网络电信2021年3月刊下
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数，八角形内包层掺稀土光纤两端分别截去了9.8m与3.9m非梯 图 5 梯度掺稀土光纤 976 nm 包层吸收系数测试结果
度掺杂段，共剩余约11.2m掺稀土光纤，即为纵向梯度掺稀土光
纤。
二、梯度掺稀土光纤的测试
制备的梯度掺稀土光纤横截面显微照片如图4所示，光纤纤
芯直径与包层直径分别为：30.2μm与250.9μm，内涂层直径与
外涂层直径分别为：332.6μm与409.3μm。
图 4 梯度掺稀土光纤横截面显微照片
2m光纤轴向距离上即实现了含四个台阶的梯度掺杂，高掺杂浓
度区的976nm包层吸收系数达到了低掺杂浓度区的2.57倍。
将11.2m长梯度掺稀土光纤平均截断成12根子纤，编号依次
从1、2、3至12，每根子纤长度约0.93m，采用截断法对12根子
纤的976nm包层吸收系数进行了测试，结果如图5所示。12根子 参考文献 :
纤的976nm包层吸收系数分别为3.41dB/m、3.39dB/m、3.67dB/
m、4.76dB/m、4.85dB/m、5.09dB/m、6.12dB/m、6.39dB/m、 [1] Ｒen Guoguang，Yi Weiwei，Qu Chang hong． High-
6.72dB/m、8.31dB/m、8.69dB/m、8.72dB/m，最高吸收系数比 power fiber lasers and their applications in
最低吸收系数约高157%。图5中吸收系数的分布呈现共4个台 tactical laser weapons［J］． Laser ＆ Infrared，
阶，分别实现了与图3中4个掺杂段的对应。其中，子纤3的吸收 2015，45 (10): 1145－1151．(in Chinese) 任国光，
系数略高于子纤1和2，而略低于4；子纤6略高于5而略低于7； 伊炜伟，屈长虹． 高功率光纤激光器及其在战术激光武
子纤9略高于子纤8而略低于子纤10，子纤10略高于子纤9而略低 器中的应用［J］．激光与红外，2015，45(10): 1145－
于子纤11和12。原因如下：工艺过程中，疏松层的沉积厚度约 1151．
为0.0045mm，而每个梯度掺杂段的长度为7.0mm，尽管长度和厚 [2] Shi Wei，Fang Qiang，Zhu Xiushan，et al．Fiber
度的比值较大，但是在溶液浸泡过程中，稀土离子除在径向方 lasers and their applications［J］．Applied
向上存在扩散外，在预制棒纵向方向上也存在一定的扩散。另 Optics，2014，53(28): 6554－6568．
一个原因是子纤3与4、6与7、9与10之间的截断点并非严格的4 [3] Zervas M N，Codemard C A． High power fiber lasers:
段梯度掺杂预制棒之间的交界点。 a review［J］．IEEE Journal of Selected Topics in
Quantum Electronics，2014，20(5): 219－241．
三、结论 [4] Zhou Zichao，Wang Xiaolin，SuＲongtao，et al．
在光纤轴向上即纵向上进行稀土离子的梯度掺杂，可以优 Theoretical study on SBS effect suppression
化掺稀土光纤中的温度分布特性，同时可抑制光纤中的非线性 of gradient doping gain fibers［J］．Laser＆
效应，进而突破光纤激光器激光输出功率提升的限制瓶颈。针 Optoelectronics Progress，2016，53(7): 070604．(
对现有熔接法制备梯度掺杂光纤的不足，本文基于稀土离子溶 in Chinese) 周子超，王小林，粟荣涛，等． 梯度掺杂
液掺杂工艺，首次采用多次提拉式疏松层稀土溶液浸泡技术， 增益光纤SBS 效应抑制的理论研究［J］． 激光与光电子
制备出了包层直径为250μm的梯度掺稀土光纤，在长度仅为11. 学进展，2016，53(7) ．
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