激光加热基座光纤炉研制及单晶光纤生长研究.pdf

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激光加热基座光纤炉研制及单晶光纤生长研究轌№矿，癮琠，軬—遝鷄，蚴Ⅺ琠，戴云·，一，张中晗躔1，一，李金雃量子电子学报龙勇樟急，一，丁雨憧浒不!ぃ瑉·曲伽矿，猽，砹，篦睥鬐髈琣畁曲哟恚鷈甀，鹊ゾЧ庀耍渲衱旧单晶光纤直径可达癿，长度为猤，时簍∞一鷗第卷第年踟．．—．．．中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，上海；泄蒲г捍笱Р牧嫌牍獾缪芯恐行模本泄缱涌萍技殴镜诙芯克厍摘要：单晶光纤且恢纸蹇榫逵氩ＡЧ庀说挠攀葡嘟岷系男滦鸵晃宀牧希渚哂杏乓斓物理化学以及热管理性能，在激光、闪烁、传感等方面具有巨大的应用潜力。目前单晶光纤的主要生长方法有激光加热基座法和微下拉狿法，其中法生长过程中不需要使用坩埚，可制备更小直径的单晶光纤，以充分发挥光纤的形态优势。研制了国内具有自主知识产权的单晶光纤炉，并生长了、，长径比大于：Ｍ倍缘晶光纤的直径均匀性、结晶质量等性能进行了研究，结果表明准一维化的单晶光纤仍具有良好的物化性能。关键词：光纤光学；单晶光纤；激光加热基座法：光纤质量中图分类号：．文献标识码：文章编号：．．謉瑂謉舱—蓅猟Ⅱ墩，Ⅱ猵伊叩基金项目：∞竹啊蕖轆泄蒲г嚎蒲幸瞧魃璞秆兄葡钅浚琘Ⅸ，币：痵，瑃甌，琣琘，簅】国家自然科学基金，，瑂鷊卸删嘶上海市科学技作者简介：戴云’陕西人，研究生，主要从事单晶光纤生长方面的研究。甿曲：眓．导师简介：武安华，上海人，研宄员，主要从事磁光及单晶光纤方面的研究。模簑畇．．收稿日期：：修改日期：颉諲．叮、，．．聇ā綢，，仃，仃，术委员会，·通信作者。
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；：ゾЧ庀酥本段口⒊ざ任咖，长径比大于：激光加热基座单晶光纤炉的搭建及单晶光纤的生长锄鷈引言单晶光纤的表征取点，测试每点直径眈，求直径平均值万，这里定义直径波动鹨煌騃／西，经计算后ゾЧ庀撕蚘簑心单晶光纤的直径波动情况如图荆梢钥闯銎渲本恫ǘ∮今，传统的固体激光器和被誉为“第三代激光器”的玻璃光纤激光器都受到了一定的限制＝úＡЧ庀近年来多个团队围绕单晶光纤开展了相关研究，法国里昂第一大学等采用微下拉法制备的：篈牧す馐涑觯允境龅ゾЧ庀说木薮笥τ们绷俊Ｃ拦鶤实验室、备出直径小于癿的单晶光纤，并进行了“单晶核心／单晶包层”结构的制备探索，实现了～晶光纤的生长。对单晶光纤直径均匀性、结晶质量等进行了表征，结果表明准一维化的单晶光纤仍具有单晶光纤炉的光学加热系统是其核心部件之一，其示意图如图尽Ｎ;竦镁榷猿频募热光环，采用模块式调节方案并辅以光学模拟和生长反馈，最终解决了因加热光环不对称而产生的偏斜生长以及源棒无法融化等问题。均匀对称加热光环下的初始熔区形态以及生长过程中的熔区形态如图采用方法制备单晶光纤的过程中，主要通过调节单晶光纤拉速与料棒馈送速度的比例来控制间的关系为疍。，式中。表示源棒的送速、直径；Ⅵ、表示晶纤的拉速、直径，根据动力学分析，此比例合适的范围为—【】，因此采用两次生长的方法，即先生长直径—速度，目前主要生长的单晶光纤有ゾЧ庀恕篖ゾЧ庀撕蚘篩单晶光纤，如图自年第一台激光器诞生，激光不断向高功率、大能量、集成化等方向发展【。但激光器发展至形态的优势和体块单晶的优异物化性能结合起来的单晶光纤是解决固体激光器目前所遇到的功率限制的方案之一。此外，将闪烁体块单晶制备成光纤形态，通过简单的加工后可用于高空间分辨率的闪烁体阵列探测器，能够大幅降