光子晶体光纤激光器的研究进展

　　目前，世界上报道最多、应用最广的是在光纤纤芯中掺杂三价Yb 、Nd和Er3种PCF激光器。2000年，英国的Wadsworth等人用掺Ti的蓝宝石激光器泵浦一段81cm长的掺三价YbPCF激光器，观察到了1040nm的激光输出，它标志着世界上第一台PCF激光器的诞生。
　　光子晶体光纤又称多孔光纤(Holey Fiber，HF)或微结构光纤(Micro-structured Fiber，MSF)，这种光纤有一个纤芯，围绕纤芯的是周期排列的微小空气孔(或是两种不同折射率材料)构成的包层，通过这些空气孔的作用约束光在纤芯中传输。
　　这种特殊的结构使得该种光纤有许多奇异的光学性质，例如无限单模传输、高非线性、奇异的色散特性、很高的偏振特性。因此，它表现出传统的光纤无可比拟的优越性，引起了激光器研究人员的极大关注。
　　2005年，法国Bordeaux大学的J．Limpert和德国的Jena Friedrich Schiller大学物理系研究所的H．Zellmer及丹麦的Crystal Fiber公司的J．Broeng等人共同报导了一种新颖的高功率棒状光子晶体光纤激光器，棒长48cm，输入功率165W，输出功率120W(波长为1.035μm)，单横模输出，相当于260W／m，倾斜效率为74％， 同时有效地减少了非线性，这预示着实现超大功率光子晶体光纤激光器和放大器的可能性。后来，他们又报导了实现1.53kW 输出的光子晶体光纤激光器，其材料的损伤阈值可达到9KW以上。
　　光子晶体光纤激光器出现不久就显示出巨大的优越性，但是到目前为止，所用的纤芯材料全部采用CVD法(Chemical Vapor Depositon)，溶胶-凝胶(sol－ge1)或是DND法(Direct Nanoparticle Deposition)制备。随着对光纤激光器指标要求的提高，这些方法已表现出许多局限性，严重阻碍了超大功率激光器的发展。受制备工艺的限制，利用上述方法很难制备出高稀土掺杂浓度，大纤芯面积的多芯结构，因而很难实现多光纤的相干合成输出。所以，急需探索出新的制造光子晶体光纤纤芯的方法，这是克服上述局限性的唯一途径。

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