特种光纤技术及其发展趋势

　　常规的双包层掺镱光纤要维持较好的单模特性时，当其纤芯数值孔径达到0.03，其理论单模模场直径的极限为25微米，这远远不能够满足高功率光纤激光器的大功率高光束质量与高亮度的需求。光子晶体光纤技术的出现为双包层掺稀土光纤及新型光纤激光器提供了新的技术途径。采用空气与石英的复合材料结构，形成二维的三角形晶格点阵，当空气孔直径d与晶格常数∧的比例小于0.42时，光波电磁场维持单模工作模式。国外已经开发出纤芯直径达到80微米的双包层掺镱光纤，具备良好的单模特性。同时，外包层采用大空气孔取代常规的低折射率涂料极大地提高了内包层的数值孔径，并增强了其耐热性。

　　图17为烽火通信研制的双包层掺镱光子晶体光纤，经过测试，该光纤的桥壁宽度为0.32 μm，内包层数值孔径为0.65，纤芯数值孔径为0.06，有效模场面积为1 465.7μm2。

　　图18为烽火通信研制的掺铒光子晶体光纤，该光纤较常规掺铒光纤具有更好的抗辐照特性，以及较好的增益特性。

　　六、能量传输光纤

　　能量光电子与信息光电子是光电子领域的一对孪生姊妹，信息光电子是利用光子作为信息的载体，而能量光电子是利用光子作为能量的载体，逐渐形成未来社会不可缺少的科学技术。其实，能量光电子技术自1960年美国休斯实验室研制出世界第一台红宝石激光器之后，相继研制开发了半导体激光器、CO2激光器、YAG激光器和高功率CO2激光器。特别是高功率激光器的研制成功，为激光加工技术在工业、农业、医疗、军事、科学研究以及生活等领域的应用和相关行业的发展创造了巨大的技术进步。

　　随着能量光电子技术的不断进步，各种新型高功率激光器与激光加工设备不断涌现，激光设备采用光纤输出激光的方式已经取代传统输出方式。光纤输出激光的方式具有传输功率损耗小、操作简单方便、可以任意伸展待加工部位等优点，大大地简化并缩小了现代激光设备，已经广泛地应用于材料表面热处理、激光焊接、激光切割、激光医疗、激光美容、激光制导等领域。