大功率激光以其獨(dú)特的優(yōu)勢在工業(yè)、軍事和醫(yī)療等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,而傳能光纖也隨之越來越受到重視。這是由于傳能光纖具有可柔性傳輸、結(jié)構(gòu)簡單、傳輸效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等顯著優(yōu)點(diǎn),特別適用于傳輸光路復(fù)雜或者使用空間受限的場合。當(dāng)激光波長大于1.7μm時(shí),傳統(tǒng)石英光纖的傳輸損耗會急劇增加,難以滿足光纖傳能的基本要求,而紅外傳能光纖的優(yōu)良特性顯示了巨大的應(yīng)用潛力,引起了人們極大的興趣。于是大量針對紅外傳能光纖的傳能特性的研究工作被開展,具體包括:傳能光纖耦合條件及方式,耦合傳輸效率影響因素,傳能光纖損傷機(jī)理以及損傷概率測量等。隨著研究的不斷深入,目前紅外傳能光纖的傳輸效率和傳能容量已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平。 

【文章來源】：激光與紅外. 2020,50(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

光纖傳輸激光導(dǎo)致光斑分布變化情況

其中,din為激光在傳能光纖入射端面處的直徑;dcore為傳能光纖的纖芯直徑;θin為激光發(fā)散角;NA為傳能光纖的數(shù)值孔徑[8]。如圖2所示。常用的耦合方式有兩種:單透鏡直接聚焦和光束變換后再聚焦。單透鏡直接聚焦方式只有兩個光學(xué)界面,能量傳輸損耗相對較小,但是其聚焦效果有限;而光束變換后再聚焦則是先通過鏡組對激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直、擴(kuò)束,然后再通過聚焦鏡聚焦。該種方式的光學(xué)界面較多,會增大激光的傳輸損耗,但是其聚焦效果良好。因此,對于耦合聚焦方式的選擇需要根據(jù)具體使用條件及要求來確定。

在光纖耦合過程中,激光與傳能光纖的對準(zhǔn)誤差會破壞光纖耦合的基本條件,從而影響耦合效率。對準(zhǔn)誤差具體包括:光斑聚焦平面與光纖端面位置的縱向間距誤差,聚焦光束的光軸與光纖光軸的橫向誤差以及聚焦光束光軸與光纖光軸的角度誤差[9-10],如圖3所示。中國工程物理研究院的趙興海等分別通過仿真和實(shí)驗(yàn)的方法研究了對準(zhǔn)誤差對耦合效率的影響,結(jié)果表明橫向誤差對激光注入光纖耦合效率的影響最大。當(dāng)激光從空氣介質(zhì)進(jìn)入傳能光纖纖芯時(shí),會不可避免的存在菲涅爾反射。該反射不僅會造成一定的反射損耗,影響耦合效率,同時(shí)也可能對激光器產(chǎn)生影響。在光纖端面鍍增透膜是一種比較好的降低端面菲涅爾反射影響的方法,但該方法對鍍膜工藝以及設(shè)備有一定的要求[11-12]。隨著技術(shù)的進(jìn)步,目前已經(jīng)有多個公司具備這樣的鍍膜能力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]傳能光纖仿真研究[D]. 路永濤.電子科技大學(xué) 2009
[3]高峰值功率激光的光纖傳能特性研究[D]. 趙興海.中國工程物理研究院 2007



本文編號：2985647