Page 13 - LFWC_JulAug2017_eMag

封面故事 Cover Story

最引人注目的是掺镱石英光纤典 Thermal load (W/m) 式或甚至包层模式，能量在这些模式
型的一种效应，并且在光纤激光器早 50 Measurement 之间动态传递，并且光束质量降低。
期当光纤材料不像今天这样纯净时是 40 Simulation without 光束在输出端开始波动。
2 dB/km attenuation
众所周知的，这就是光致暗化。在该 30 Simulation with 自从发现 TMI 以来，已经在从
2 dB/km attenuation
过程中，由于激光材料相互作用，在 20 阶跃折射率光纤到光子晶体光纤的各
10
材料中形成缺陷中心或色心。这种效 种光纤设计中观察到 TMI。只有其阈
0
应是寄生的：它将泵浦光子转换成热， 0 2 4 6 8 值随几何形状和掺杂而变化，但粗略
Position (m)
这导致较低的放大和增加的热负荷。 估计，这种效应在输出功率超过 1kW
图2：与具有额外损耗和不具有额外损耗的模拟相
根据激活纤芯的尺寸，可以激发 比，有源光纤的测量热负荷。 后才显现。与此同时，该效应与光纤
和放大几种横模。对于纤芯和包层之 有最佳传播条件，输出分布可能会在 内部的热效应相结合，与光致暗化效
间给定的折射率阶跃，激活纤芯的截 空间或时间上不稳定。 应有很强的相关性。此外，光纤激光
面越小，这些模式的数量就越小。然 器对 TMI 的敏感性似乎受到纤芯模
而，更小的直径也意味着更高的功率 横模不稳定性 态组成的影响。
密度。一些技巧包括弯曲光纤增加高 掺镱（Yb）光纤是高功率单模光 阶跃折射率光纤的几何形状产生
阶模式的损耗。 纤激光器的典型主力介质。但超过一 了许多用于优化的参数。纤芯直径、
然而，对于较大的芯径，以及在 定的阈值，它们将显示出全新的效应， 泵浦包层的尺寸，以及纤芯和泵浦包
热负载下，可能会出现其他模式。那 即所谓的横向模式不稳定性（TMI）。 层之间的折射率差异，都可以调整。
些模式在放大期间经受相互作用，没 在特定功率水平下，突然出现高阶模 这种调谐取决于掺杂浓度，也就是说，

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