L
激光与光电子学进展
aser&OptoelectronicsProgress
Nov.2008 VOL.45NO.11
1
引言
光纤激光器的研发始于 20 世纪 60 年代，当时美
国光学公司的 E.Snizer 等
[1]
用一根纤芯直径为 300
m
m
的掺钕(Nd)玻璃波导观察到了激光现象
。
虽然之后开
展了一些工作
，但直到
20 世纪 80 年代后期
，
用改进化
学气相沉积法 (MCVD) 成功制成低损耗的掺铒光纤
(EDF)后，光纤激光器才取得了长足的发展
[2]
，并正日趋
成熟
。由
于其低阈值
、
窄线宽、可调谐等优点
，光纤
激光
器在光通信
、
光传感等应用领域都获得了广泛的应用
。
对于常规的双包层光纤激光器
，一 般采用大模面
积光纤以避免由于纤芯中光强过大而造成的损伤
，但
是 为了保持单模又需要在增大纤芯尺寸的同时
，减小
数值孔径，这样就使弯曲损耗增大
。而且纤芯尺寸和
数值孔径的极值还要受到折射率差精确控制的限制，
从而限制了常规双包层光纤激光器的发展。光 子晶体
光纤(PCF)的出现，则从另一途径解决了这一限制
[3]
。
1987 年，E.Yabnolovitch
[4]
和 S.John
[5]
几乎同时提
出光子晶体这一概念，由于光子晶体光纤的波导性质
在很大程度上依赖于它的包层结构
，改 变 气 孔 的 尺寸
和间距就可以方便地改变光纤的导波性质
，具有很大
的设计自由度和许多传统光纤难以实现的诸多优良
特性，使得其在光纤器件的应用中显示着巨大的发展
潜力。在光子晶体光纤的纤芯中掺入稀土元素
，
可以
制成光纤激光器；利 用光子晶体光纤可以灵活设计的
模场特性，改变传导模式和有源介质之间的相互作
用，可 以 制 造 适 用于不同要求的激光器
；特别
是光子
晶体光纤与包层抽运技术结合
，为 高 光 束 质
量 、
高
功
率 光纤激光器的进一步发展提供了条件
；通
过提高外
包层的空气填充比就可增大外包层与稀土掺杂双包
层光子晶体光纤激光器包层的相对折射率差，从而增
大光纤内包层的数值孔径
；通过增大气孔
间距 和减
小气孔直径 d 都可以获得大的模场面积
。
因而基于光
子晶体光纤的双包层光纤，利用了光子晶体光纤的结
构优势，利用空气孔层作为光纤的内包层，在 折射率
双包层光子晶体光纤激光器研究进展
ResearchProgressofDouble-CladPhotonicCrystalFiberLaser
马成举
(西安石油大学 理学院
，
陕西西安 710065)
MaChengju
(SchoolofScience,Xi忆anPetroleumUniversity,Xi忆an,Shaanxi 710065，China)
摘 要
光子晶体光纤(PCF)具有许多传统光纤难以实现的诸多优良特性
，以光子晶体光纤为增益介质的高功率光
纤激光器受到了普遍关注。介绍了光子晶体光纤及由其构成的光子晶体激光器的原理
，重点介绍了双
包层
光子晶体光纤激光器国内外的最新研究进展
。
关键词
光子晶体光纤
；
光子晶体光纤激光器
；
包层
；
掺铒光纤
Abstract
Photoniccrystalfiberlaserhasalotoffinefeatureswhicharedifficulttoachievefortraditionalfiber.
High-powerfiberlaserwithgainmediumofphotoniccrystalfiberhasattractedextensiveattention.
Photoniccrystalfiberandphotoniccrystalfiberlaserareintroduced.Thelatestresearchprogressof
double-cladphotoniccrystalfiberlaserdomesticandabroadisemphasized.
Keywords photoniccrystalfiber；photoniccrystalfiberlaser；clad；Er
3+
dopedfiber
中图分类号
TN248.1 doi：10.3788/LOP20084511.0022
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