1064nm大模场高功率光纤耦合器理论、制备和测试方法研究

本项目结合激光惯性约束核聚变装置对高功率光纤激光产生、传输和利用需求，提出采用大模场1064nm单模光纤制作高功率光纤耦合器，深入研究大模场1064nm单模光纤制作高功率光纤耦合器的基础理论、制备工艺和性能测试方法，为复杂高功率光纤激光系统的关键技术发展提供核心元器件支撑，同时对于研究其他新型高功率光纤元器件也有重要的借鉴意义。

本项目结合激光惯性约束核聚变装置对高功率光纤激光产生、传输和利用需求，对1064nm大模场高功率光纤耦合器理论、制备及测试技术进行了深入的研究。主要研究结果在于：1、对大模场光纤的传输特性进行了系统研究，选定使用降低数值孔径来增大模场面积的阶跃型折射率分布来作为大模场光纤的设计方案。2、设计和定制了大模场光纤，对光纤特性进行了实验测量。通过远场法测量光纤的模场面积、数值孔径，测量结果和理论计算相吻合。3、构建了光纤耦合器的近似解析模型，用解析法实现了对于光纤耦合器这种非正规光波导的精细仿真，分析了光波长和结构参数对光纤耦合器传输规律的影响。4、用有限差分光束传输法（FD-BPM）对不同结构参数下耦合器的传输规律进行了分析，得到了优化的结构参数；并对不同光纤进行了对比分析，证实了特种定制光纤耦合器的低损耗可行性。5、研究了大模场光纤耦合器的制备工艺和测试方法。6、提出了高功率应用中相应的封装方案。