研究目的
开发基于高氟掺杂磷硅酸盐玻璃纤芯的单模大模场面积铒镱光纤，以实现高泵浦-信号转换效率和真正的单模运行。
研究成果
所开发的技术能够制造出芯径达20微米的单模铒镱光纤，在激光配置中斜率效率达到34%。该光纤展现出真正的单模运行特性和近1030纳米波段较低的放大自发辐射，使其适用于高功率应用且不存在模式不稳定问题。
研究不足
钇(Yb)最大浓度限制在2wt.%以下以避免玻璃失透和高散射损耗。铒(Er)浓度因0.1–0.2wt.%以上的浓度猝灭效应受到约束。纤芯数值孔径(NA)的降低限制了P2O5含量，从而影响激发转移效率。由于MCVD工艺导致的中心凹陷，该技术可能无法实现完全平坦的折射率分布曲线。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用全气相改进化学气相沉积（MCVD）法制备光纤预制棒。设计目标是通过大芯径将纤芯数值孔径（NA）降至0.07-0.08以实现单模运行，采用W形折射率分布以降低截止波长。
2：07-08以实现单模运行，采用W形折射率分布以降低截止波长。 样品选择与数据来源：
2. 样品选择与数据来源：预制棒采用掺杂不同浓度Er和Yb的F-Yb2O3-Er2O3-P2O5-SiO2玻璃体系制备纤芯。样品通过能量色散X射线光谱（EDXS）和扫描电子显微镜（SEM）进行分析。
3：实验设备与材料清单：
前驱体包括SiCl4、POCl3、SiF4、Er(thd)3和Yb(thd)3。设备包含用于化学分析的JEOL JSM-5910LV扫描电镜、用于折射率剖面测量的EXPO NR9200HR光纤分析仪，以及泵浦二极管、合束器和光束质量测量系统（如Thorlabs M2MS-BP209IR）等激光装置组件。
4：POClSiFEr(thd)3和Yb(thd)3。设备包含用于化学分析的JEOL JSM-5910LV扫描电镜、用于折射率剖面测量的EXPO NR9200HR光纤分析仪，以及泵浦二极管、合束器和光束质量测量系统（如Thorlabs M2MS-BP209IR）等激光装置组件。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过MCVD逐层沉积制备预制棒，后经套塑拉制成光纤。在共掺放大器和激光器方案中测试光纤性能，测量泵浦与信号功率并评估光束质量。
5：数据分析方法：
分析灰损耗、激发能量转移效率（ETE）及泵浦-信号转换效率（PCE）数据。统计方法包含灰损耗依赖性的样条插值及光纤性能对比分析。
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Scanning Electron Microscope
JSM-5910LV
JEOL
Used for chemical analysis and imaging of fiber cores to measure dopant concentrations and detect defects.
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Beam Quality Measurement System
M2MS-BP209IR
Thorlabs
Used to measure the beam quality factor M2 of the laser output.
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Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy System
AZtecENERGY
Oxford Instruments
Used for analytical systems to determine the space distribution of deposited chemical elements in fiber samples.
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Fiber Analyzer
EXPO NR9200HR
EXPO
Used to measure the refractive index profile of the fabricated fibers.
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Camera
SP-1550M
Spiricon
Used to obtain mode images of the laser output.
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