1. 研究目的与意义
以光纤作基质的光纤激光器结构简单紧凑、光束质量理想、稳定性好、光电转换效率效率高、阂值低和性价比高，数十年来发展迅速，已成为高功率激光器发展的主要方向，如美国ipg光电子公司己经于2013年实现20 kw单模连续光纤激光输出，掺祛光纤激光器输出功率目前也己经达到千瓦量级，并有望进一步得到提升。随着激光器的输出功率的进一步提高，非线性效应成为高功率光纤激光器发展的重大障碍。
光纤模场面积的增加能够使纤芯中光功率的密度降低，从而有效抑制光纤中的非线性效应。高功率光纤激光器的小型化、集成化及热控管理方面的需求，通常需将增益光纤缠绕在金属热沉上，仅仅具有大的模场面积并不能完全满足需求，还需要具有较好的抗弯曲特性。
本文从良好的单模特性、小弯曲半径及弯曲方向不敏感等方面着眼，利用comsol软件进行数据仿真，对不同光纤参数对光纤特性的影响做了深入研究，提出三种具有阶跃折射率纤芯的抗弯曲大模场面积光纤。数值分析结果表明，所提出的光纤具有优良的单模特性、较低的弯曲损耗、较大的模场面积和对弯曲方向不敏感等诸多优点，在掺锈光纤激光器与放大器领域有较好的应用前景。
2. 研究内容和预期目标
1、了解光纤基本知识和研究现状；
2、掌握大模场面积光纤的相关理论；
3、设计1-2种抗弯曲大模场面积光纤；
3. 研究的方法与步骤
相对于传统的单模阶跃光纤，抗弯曲大模场面积光纤要维持较大的模场面积，就需要具有较大的纤芯半径和较高的na，易有多种模式存在。为使抗弯曲大模场面积光纤能够满足单模条件，需通过合理设计光纤的结构，限制光纤的基模损耗，并且将光纤中的高阶模去除或快速衰减至合理范围内。顾及到实际应用中的灵活性，还需要考虑光纤弯曲方向的问题。本章从良好的单模特性、小弯曲半径及弯曲方向不敏感的角度出发，设计出两种抗弯曲大模场面积光纤。所提出的光纤具有良好的单模特性、较低的弯曲损耗、较大的模场面积和对弯曲方向不敏感等诸多优点，在掺锰光纤激光器与放大器领域有较好的应用前景。
本文从简化光纤的结构和增大光纤高阶模和基模的损耗比考虑，在提高光纤高阶模与基模损耗比的同时，简化光纤结构，降低制作难度。本文设计了一种全固态抗弯曲大模场pcf。针对光纤在不同弯曲半径和弯曲角度下可传输的模式进行分析，仿真优化使该pcf可在11～17cm弯曲半径下保持低弯曲损耗大模场单模运转，弯曲方向角可达±180°。
4. 参考文献
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[2]昂温g，昂温ps.外国出版史[m].陈生铮，译.北京：中国书籍出版社，1988.
[3]全国文献工作标准化技术委员会第七分委员会.gb/t5795-1986中国标准书号[s].北京：中国标准出版社，1986.
5. 计划与进度安排
第一周至第三周收集资料，整理资料
第四周至第六周撰写开题报告任务书
第七周至第九周确定设计方案
