郑斯文 刘亚卓 罗晓玲 王丽辉 张娜 张晶晶 金传洋 徐丙立 屈强 陈玲

(陆军装甲兵学院，北京 100072)

研究并分析了一种采用三层芯结构的单模大模场面积低弯曲损耗光纤.纤芯由纤芯高折射率层、包层低折射率层和下陷低折射率层三层结构构成.系统地分析了三层芯光纤(three-layer-core fiber,TLF)中不同结构参数对基模模场面积及弯曲损耗的影响.研究表明,通过调整三层芯的结构参数,在不牺牲截止波长的前提下,这种TLF 可以实现在增大基模有效面积(Aeff)的同时,将弯曲损耗降到更低.通过调整纤芯中三层芯的结构参量,Aeff 可以达到100—330 µm2 甚至更高.此外,在相同模场面积Aeff 下,三层芯光纤的弯曲损耗可以比普通阶跃型光纤(SIF)要低2—4 个数量级.分析表明这种大有效面积、低弯曲损耗三层芯单模光纤在宽带大容量传输、及大功率光纤激光器和放大器中具有重要的潜在应用价值.

1 引言

随着目前高功率大容量光纤通信传输系统的高速发展,光纤传输容量的需求越来越受到广泛关注,因此如何在光纤中实现单模运转、基模大模场面积(Aeff)逐渐成为研究重点[1−3].针对此,目前已提出了不少光纤结构[4−6].但存在的主要问题是制造难度较大,究其原因主要是低数值孔径NA 的实现、管棒堆积拉丝技术、光子晶体光纤的六角密排结构特点.

然而Aeff和弯曲性能之间存在此消彼长的关系[7],光纤中产生的弯曲损耗,使得基模Aeff的增大受到限制.低数值孔径NA 的要求不可避免地影响弯曲性能和单……