双包层光纤

摘要： 锂离子电池是当今最通用的储能技术之一,锂电池的可靠性和安全性一直是业界追求的目标,因此准确监控电池安全状态显得尤为重要.锂电池内部的热失控是一切锂电池安全问题的根源,为克服目前锂电池组温度测量系统测温精度不高,较高温度下长时间工作稳定性不足等问题,本文提出了一种基于双包层光纤布拉格光栅(FBG)的准分布式锂电池组温度监测系统.通过搭建4通道16个双包层FBG点位对18650锂电池组进行温度场及鼓包形变监测,结果表明在0—450°C的温度条件下可以精确确定由短路等问题产生异常温度升高的点位,相应温度灵敏度为10 pm/°C,分辨率达0.1°C,并且贴于锂电池壳体表面的双包层FBG还可以监测电池壳体表面出现的鼓包形变现象,其纵向压力应变灵敏度达142 pm/N.本文的双包层FBG准分布式锂电池组温度场监测系统既可以保证高精度的温度、形变测量,同时具有良好的稳定性和抗干扰能力,表明本文的研究工作有望为锂电池组的安全监测和使用提供可靠的理论与实验依据.

摘要： 该文采用泵浦光纤预拉方法得到一款泵浦耦合效率82%,信号光通过率98%,信号输入与泵浦输入隔离度33 dB,泵浦光反向隔离度24 dB的高效熔锥型侧面泵浦耦合器。将该耦合器应用于自制的20 W脉冲激光器,实现了峰值功率为7 kW的稳定激光输出。研究结果表明,所研制的熔锥型光纤侧面泵浦耦合器在高功率光纤激光器和光纤放大器中具有很好的应用前景。

摘要： 为实现高功率光纤包层光剥离器被动冷却,需要同时对光纤和封装壳体进行有效热管理.采用一种基于铁氟龙毛细管分段化学腐蚀光纤的制备技术,使用紫铜作为壳体材料,并通过有限元分析算法对壳体温度场进行仿真计算,对壳体各个结构参量进行优化分析,设计了满足500 W散热能力的包层光剥离器,并开展了实验验证.研究结果表明,采用铁氟龙管分段腐蚀法,包层光剥离比达到23.7 dB,光纤裸纤上的功率温升速率仅0.007°C/W.采用优化设计的壳体,在540 W功率注入下,包层光剥离器使用水冷冷板冷却可以连续出光,壳体最高温度58.7°C,使用相变冷板冷却可以单次安全出光50 s,壳体最高温度80°C.此研究结果可以为高功率光纤激光设计与研发提供重要参考.

摘要： 借助于CO2激光的热融法周期性螺旋扭转加工技术,实现了基于阶跃双包层光纤的螺旋型光纤光栅的制备.通过耦合模理论,研究了该螺旋型光纤光栅的传输谱特性.为了能够准确地模拟阶跃双包层光纤中存在的模式,在求解过程中采用了四层波导模型.通过实验发现,所制备的光纤光栅能够实现扭转、温度、弯曲及应变的测量,特别地,当选取合适的制作周期,该光栅能够产生纤芯模式与内包层模式的耦合,从而形成一种对外部环境折射率变化不敏感的传感器.

摘要： 提出了一种基于模间干涉的测量温度、折射率和轴向应变的光纤传感器.在单模光纤与双包层光纤熔接点处形成粗锥,再与两个周期不同的长周期光纤光栅级联,由于模场失配,激发高阶模,形成三个谐振峰,且对不同参量有不同的灵敏度响应,通过解调三个谐振峰的波长漂移,利用系数灵敏度矩阵,可以测量温度、折射率和轴向应变.实验结果表明,温度在25°C~75°C范围内,灵敏度分别为60.07 pm/°C,6.47 pm/°C和103.83 pm/°C;折射率在1.3355~1.3595范围内,灵敏度分别为−56.64 nm/RIU,34.02 nm/RIU和−214.84 nm/RIU;轴向应变在200με~1400με范围内,灵敏度分别为−2.14 pm/με,−3.61 pm/με和−2.59 pm/με,且分辨率分别为1.29°C、0.00042 RIU和21.42με.该传感器具有灵敏度高、线性度良好等优点,可广泛应用于多参量测量领域。

摘要： 为了在"激光器原理与技术"课堂教学实现光纤激光器辅助教学,设计了双包层光纤激光器数值计算与仿真.应用MATLAB边值问题求解器建立双包层光纤激光器辅助教学模型,通过设置物理参数及其数值,教学模型输出分析结果.运用研究结果可很好地在课堂教学中解决双包层光纤激光器原理分析的难点.

摘要： 采用改进化学气相沉积结合溶液掺杂法制造出了掺镱石英光纤预制棒,预制棒轴向上芯径波动小于5％,折射率差波动小于8％.研磨加工后拉制出20/400双包层掺镱光纤,光纤纤芯不圆度为2％,芯包同心度偏差为0.87μm.双包层掺镱光纤在1095 nm的包层损耗为2.1 dB/km.采用拉制的掺镱双包层光纤作为直接振荡结构全光纤化激光器的增益光纤实现了1195 W的1080 nm激光输出,斜率效率达82％.

摘要： 为了提高螺旋长周期光纤光栅(HLPG)的传感特性,采用原子层沉积法对双包层HLPG镀一层35nm厚的Ti02薄膜来增强它的传感特性.实验结果表明:镀膜后的双包层HLPG具有较好的弯曲和扭转传感特性,其弯曲灵敏度和扭转灵敏度分别高达25.78nm/m-1和0.28nm/rad·m-1.

摘要： 利用Matlab软件和龙格-库塔算法模拟铒镱共掺光纤放大器的增益特性随入纤泵浦功率、注入信号光功率、光纤长度以及光纤内稀土离子掺杂浓度等参数的变化.研究发现,铒镱共掺光纤放大器的信号光增益随入射泵浦光功率的增大而增大,随注入信号光功率的增大而减小;放大器内光纤长度存在一个最佳值;分别注入小信号和大信号时,铒离子浓度与镱离子浓度的最佳掺杂比例分别约为1:4和1:8,这些对于铒镱共掺光纤放大器的优化设计具有指导意义.

摘要： 通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布.计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K.同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm.通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器.%The three-dimension thermal distributions in double-cladding high-power Thulium-doped fiber amplifier (TDFA) with different inner-cladding shapes were achieved by solving the analytical thermal conductive equation with different inner-cladding boundary conditions. It indicates that the temperature difference induced by the overlap factor of double-cladding fibers (DCFs) with different inner-cladding shapes can be up to 107 K in the core. Moreover, the distance between the splice point and the position with maximum temperature relies on the ratio of the seed power to pump power and it can be 30 cm when pumped with 100 W and seeded with 10 mW. By analyzing the transverse and longitudinal thermal distribution, it is demonstrated that the offset DCF may be a better choice for TDFA due to its lower maximum temperature, high pump efficiency and Gaussian thermal distribution on the cross-section.

摘要： 文中报告了掺Yb3+双包层光纤激光器的理论和实验研究工作.在稳态条件下,基于速率方程推导了掺Yb3+双包层光纤激光器在强泵浦条件下的简化型解析解.实验上,利用975 nm大功率半导体激光作为泵浦源,采用单端泵浦技术,获得了88 W波长为1 082.4nm的连续激光输出,斜效率高达84.4％.实验结果与理论的简化型解析解相比较,两者基本一致.

摘要： 非线性效应(SBS、SRS)、光纤侧表面散热能力及光纤端面破坏等因素的存在限制了光纤激光器输出功率的进一步提高.为实现单纤千瓦级近衍射极限激光输出,大模面积双包层光纤(LMADCF)的特性参数,包括纤芯及内包层直径、数值孔径、吸收系数、光纤长度等的设计至关重要.

摘要： 在理论和实验上对线型腔结构的双包层光纤激光器进行了研究.以二能级系统为模型,对光纤中的功率传输方程进行了数值分析,模拟了不同泵浦功率下激光器输出功率与光纤长度的关系.根据数值分析中所获得的结果,选用的最佳增益光纤长度为2.5m,用最大输出功率为15.2W,中心波长为976nm的多模半导体激光器来泵浦掺镱双包层D型光纤,获得了中心波长在1076nm,最大输出功率为7.2W的激光输出.激光器的斜率效率为76﹪,总的光光转换效率为47﹪。

摘要： 为了考察双包层光纤激光器的偏振行为,选用国产大模场D型内包层光纤,采用单端抽运的方法,测量了不同缠绕半径和不同抽运强度下光纤输出激光的偏振态.结果表明,激光器在阈值附近单波长运转时,如果光纤缠绕半径较小,输出激光表现出较明显的偏振特征,如果缠绕半径较大,输出激光偏振特征较弱；高于阈值多波长运转时,无论采用何种缠绕半径,都观测不到偏振现象.

摘要： 本文提出一种新型的内包层边界为螺旋曲线的双包层结构.以射线法为基础,找出光线在特定的螺旋内包层横截面中行进路线的规律,计算光线连续两次经过掺杂单模纤芯所需的平均路程.然后根据等亮度定理中光线的无序性,从内包层有缺陷角度,算出此螺旋型内包层结构中光线连续两次经过纤芯的平均路程.发现前者精确算得的平均路程更短,所以与一般内包层有缺陷的光纤结构相比,螺旋型内包层结构能够更有效的提高光纤的吸收效率.

摘要： 评述了光纤激光器的发展历史,重点介绍了双包层光纤激光器的进展.紧接着,评述了目前国内外研究热点:光纤激光器的相干组束,主要介绍了几种典型的相干组束技术并分析其工作原理.最后给出了中国科学院上海光机所高功率双包层光纤激光器和相干组束研究的最新结果.

摘要： 双包层掺铥光纤作为2μm光纤激光器的增益介质受到广泛关注。本文简要介绍了掺铥光纤的用途以及发展、2μm窗口的光纤激光器用光纤结构的设计以及双包层掺杂光纤的制备方法;讨论了掺杂工艺中的几个重要影响因素。

摘要： 双包层掺铥光纤作为2μm光纤激光器的增益介质受到广泛关注。本文简要介绍了掺铥光纤的用途以及发展、2μm窗口的光纤激光器用光纤结构的设计以及双包层掺杂光纤的制备方法;讨论了掺杂工艺中的几个重要影响因素。

摘要： 双包层掺铥光纤作为2μm光纤激光器的增益介质受到广泛关注。本文简要介绍了掺铥光纤的用途以及发展、2μm窗口的光纤激光器用光纤结构的设计以及双包层掺杂光纤的制备方法;讨论了掺杂工艺中的几个重要影响因素。

摘要： 双包层掺铥光纤作为2μm光纤激光器的增益介质受到广泛关注。本文简要介绍了掺铥光纤的用途以及发展、2μm窗口的光纤激光器用光纤结构的设计以及双包层掺杂光纤的制备方法;讨论了掺杂工艺中的几个重要影响因素。

摘要： 双包层光纤包括纤芯、内包层和外包层，均由硅石基玻璃制成。纤芯可以具有小于约5微米的半径、第一折射率n1，并且不包含任何活性稀土掺杂剂。内包层可以围绕着纤芯，并且包括至少约25微米的径向厚度、至少约0.25的数值孔径以及第二折射率n2，以致n2＜n1。纤芯相对于内包层的相对折射率百分比(Δ％)可以大于约0.1％。外包层可以围绕着内包层，并且包括从约10微米到约50微米的径向厚度和第三折射率n3，以致n3＜n2。内包层相对于外包层的相对折射率百分比(Δ％)可以大于约1.5％。

摘要： 本发明公开了一种双包层光纤的泵浦方法及双包层光纤激光器。该方法包括在一种介质内键合双包层光纤；在所述介质上切出倒角面，所述倒角面的面积大于所述双包层光纤的截面积；在泵浦源和所述介质之间设置耦合系统，从泵浦源发出的泵浦光经耦合系统从倒角面射入所述介质内。本发明的技术方案结构简单、易于实现，可提高泵浦耦合效率和吸收效率，以及泵浦功率扩展性。

摘要： 本发明涉及特种光纤领域，尤其涉及一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件；剥离组件用于剥除待改制光纤的涂覆层；形状调整部件用于改变待改制光纤内包层的形状；涂覆组件包括第一储液容器和紫外固化灯，紫外固化灯位于第一储液容器远离形状调整部件的一侧，第一储液容器用于盛装低折射率的涂覆材料。本发明提出的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，解决了双包层光纤制作难度大、周期长、成本高的问题。

摘要： 一种减少回反光的双包层光纤连接结构及双包层光纤，本发明属于光纤技术领域，目的是解决现有技术减少回反光伤害采用滤出有害回反光的方式，需要额外增加抗回反器件或机构大大增加了系统成本的技术问题，括第一条双包层光纤和第二双包层光纤，所述第一条双包层光纤与第二双包层光纤同轴熔接，第二双包层光纤纤芯的外径大于第一条双包层光纤纤芯的外径并小于第一条双包层光纤内包层的外径，第二双包层光纤内包层的外径大于第一条双包层光纤内包层的外径。本发明结构简单，无需增加额外的设备，使用成本低，且安装、维护简单，大大降低了系统的使用费用。

摘要： 一种双包层光纤用铅硅酸盐玻璃及其双包层光纤制备方法，利用熔融法制备纤芯、内包层和外包层玻璃，采用堆叠法制备光纤预制棒，进行拉丝，得到双包层铅硅酸盐玻璃光纤。对拉制的双包层光纤进行激光实验，在793nmLD泵浦下实现了～2μm激光输出。

摘要： 双包层光纤包括纤芯、内包层和外包层，均由硅石基玻璃制成。纤芯可以具有小于约5微米的半径、第一折射率n1，并且不包含任何活性稀土掺杂剂。内包层可以围绕着纤芯，并且包括至少约25微米的径向厚度、至少约0.25的数值孔径以及第二折射率n2，以致n2＜n1。纤芯相对于内包层的相对折射率百分比(Δ％)可以大于约0.1％。外包层可以围绕着内包层，并且包括从约10微米到约50微米的径向厚度和第三折射率n3，以致n3＜n2。内包层相对于外包层的相对折射率百分比(Δ％)可以大于约1.5％。

摘要： 本发明公开了一种双包层光纤的泵浦方法及双包层光纤激光器。该方法包括在一种介质内键合双包层光纤；在所述介质上切出倒角面，所述倒角面的面积大于所述双包层光纤的截面积；在泵浦源和所述介质之间设置耦合系统，从泵浦源发出的泵浦光经耦合系统从倒角面射入所述介质内。本发明的技术方案结构简单、易于实现，可提高泵浦耦合效率和吸收效率，以及泵浦功率扩展性。

摘要： 本发明涉及特种光纤领域，尤其涉及一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件；剥离组件用于剥除待改制光纤的涂覆层；形状调整部件用于改变待改制光纤内包层的形状；涂覆组件包括第一储液容器和紫外固化灯，紫外固化灯位于第一储液容器远离形状调整部件的一侧，第一储液容器用于盛装低折射率的涂覆材料。本发明提出的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，解决了双包层光纤制作难度大、周期长、成本高的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于双包层光纤的包层光剥离器及其制备方法，该包层光剥离器包括双包层光纤、封装件、石英管、第一水冷管和第二水冷管，封装件包括外壳以及设置于外壳内部的管芯，石英管固定设置于管芯的内腔中，管芯的外壁与外壳的内壁之间构成水冷通道，第一水冷管和第二水冷管侧面贯穿外壳后与水冷通道连通；双包层光纤贯穿设置于石英管内，且位于石英管内的双包层光纤，其截面直径沿轴线方向为渐变式梯度结构。本发明通过夹层水冷通道和渐变式梯度结构的光纤，使包层光剥离器工作过程中温度分布更均匀，整体温度显著下降，并且能够适应较高功率泵浦光滤除工作，拓宽了器件的应用场景，延长了器件使用寿命。

摘要： 一种减少回反光的双包层光纤连接结构及双包层光纤，本实用新型属于光纤技术领域，目的是解决现有技术减少回反光伤害采用滤出有害回反光的方式，需要额外增加抗回反器件或机构大大增加了系统成本的技术问题，括第一条双包层光纤和第二双包层光纤，所述第一条双包层光纤与第二双包层光纤同轴熔接，第二双包层光纤纤芯的外径大于第一条双包层光纤纤芯的外径并小于第一条双包层光纤内包层的外径，第二双包层光纤内包层的外径大于第一条双包层光纤内包层的外径。本实用新型结构简单，无需增加额外的设备，使用成本低，且安装、维护简单，大大降低了系统的使用费用。