大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖的研究.pdf

1、由于非線性效應(yīng)產(chǎn)生的閾值功率與光纖的有效模場(chǎng)面積成正比關(guān)系，因此目前解決光纖激光器功率密度提升過程中面臨的非線性效應(yīng)、光學(xué)損傷等問題的最直接最有效的方法之一就是采用大模場(chǎng)面積光纖。然而大模場(chǎng)面積單模光纖已經(jīng)進(jìn)行了幾十年的研究，雖然取得了重大的進(jìn)展，但是絕大部分還都是停留在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的階段，要想實(shí)現(xiàn)商用還需要尚需時(shí)日，主要是因?yàn)楝F(xiàn)有的大模場(chǎng)面積單模光纖批量生產(chǎn)成品率太低。
　　大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖可以在克服現(xiàn)有的大

2、模場(chǎng)面積單模光纖批量生產(chǎn)成品率低和瓣?duì)罟饫w直徑有限等缺陷同時(shí)，增大有效模場(chǎng)面積，達(dá)到抑制非線性效應(yīng)的目的。因此，本文通過數(shù)值仿真軟件COMSOL Multiphysics仿真，對(duì)大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖進(jìn)行相關(guān)的研究和分析。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)從有限元法出發(fā)，給出了有限元法的實(shí)現(xiàn)步驟以及利用COMSOLMultiphysics建模和仿真的步驟。通過COMSOL Multiphysics仿真，分別得到階躍折射率

3、單模光纖和4菊花芯大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖的模場(chǎng)特性、模場(chǎng)面積和纖芯與光纖之間的功率比。經(jīng)過兩者之間的比較得出結(jié)論:改變大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖菊花芯的折射率，犧牲一定的光束質(zhì)量，可以顯著的增加同向基模的模場(chǎng)面積。
　　(2)給出了幾種常用的光束質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)，最后將修改后的光束傳輸因子作為本論文中大模場(chǎng)面積單模菊花纖芯分布光纖的光束質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)通過COMSOL Multiphysi