CN101369035A - 一种增益光子晶体光纤波导及其器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增益光子晶体光纤波导，它由芯层和围绕芯层的包层组成。该光纤的内包层由掺锗石英圆柱形成的固态微结构点阵组成，它形成该增益光纤的外带隙，其功能是将多模泵浦光严格限制在具有稀土掺杂离子的第二纤芯区域中，提高泵浦光的利用效率；该光纤的第二纤芯由掺稀土离子石英圆柱形成的固态微结构点阵组成增益光纤的内带隙，其功能是在多模泵浦光的作用下产生的激光严格限制在高纯石英玻璃组成的第一纤芯区域中。采用该固态增益光子晶体光纤可以大大地提升泵浦光的利用效率，改善输出激光光束质量，提高光纤激光器的输出功率，降低高功率激光器件的非线性效应。

Description

一种增益光子晶体光纤波导及其器件

技术领域

本发明涉及一种增益光子晶体光波导，特别涉及一种高功率激光器应用领域的稀土掺杂光子带隙光波导，以及采用该增益光子晶体光波导制造的光纤激光器。

背景技术

随着半导体激光器泵浦与激光耦合等能量光电子技术的飞速发展，高功率光纤激光器得到前所未有的技术进步。掺镱、掺铒、铒镱共掺、掺铥、掺钕各种新型光纤激光器得到了广泛应用。多模泵浦技术从最初的端泵技术发展到现在的侧泵技术，从单泵技术发展到多泵组合技术；从非相干发展到激光相干技术；光纤激光器的功率也从最初的毫瓦级发展到千瓦级，甚至万瓦级的激光功率。双包层增益光纤为提高光纤激光器的输出功率和转换效率提供了有效的技术途径，改变了光纤激光器只是一种小功率光子器件的历史。考虑到量子转换效率、抗激光损伤阈值和基底损耗等因素，掺稀土石英双包层光纤是实现高功率光纤激光器或放大器的最佳选择。随着双包层光纤制作工艺和高功率半导体激光泵浦(包括其光束整形技术)技术的发展，单根双包层光纤激光器的输出功率逐步提高，连续输出功率已经达到千瓦级。

因此，光纤激光器的核心部件---双包层增益光纤也得到迅速发展：为增大单纤承受激光功率，不断提高光纤的模场直径，因此纤芯直径从几个微米发展到50微米以上，现在向着百微米级的方向迈进。采用传统双包层掺镱光纤波导制造的光纤激光器，其单纤输出激光功率已经达到2.2kW。但是其输出激光光束质量较差，泵浦功率利用率低下，激光器稳定性差。

为了提高增益光纤的承载功率与光谱特性，又发展大模场低纤芯数值孔径的双包层光子晶体掺镱光纤，2005年报道单根光子晶体光纤连续输出功率1.53kW。用于红外传感与军事武器的高功率掺铥光纤激光器单根光纤已经达到188W。而国内的高功率光纤激光器近年来刚刚起步，发展速度较慢，主要原因是受限于国外对高性能双包层掺稀土光纤的封锁与控制。

纵观国内外研究情况可以看出，光纤激光器不断向着高功率高光束质量的方向发展，必然要求其核心关键部件—双包层掺稀土光纤不断提高其激光性能，为此，国内外开展了广泛的科研工作。可见，增益光子晶体波导非常适合高功率光纤激光器的应用，具备广泛的应用与市场前景。

目前高功率光纤激光器多采用常规双包层增益光纤，该光纤激光器存在如下难以解决的技术难题，如：扩大其模场直径是提高光纤激光器承载激光功率的主要途径之一，但是增大模场直径会带来一些负面效应譬如光束质量下降、弯曲损耗增大等问题，常规双包层增益光纤为了提高光纤的激光承载功率就增大光纤的模场直径，为了保证光束质量，又不得不降低光纤纤芯的数值孔径，不仅给工艺造成较大的难度，而且该技术已经不可能将模场提高得很大，此外，增大模场直径的同时，弯曲损耗急剧增大，导致光功率泄漏甚至光纤损坏，无法正常工作。

美国专利US20050105867和中国专利CN200480033979.7阐述了一种有源光子带隙光纤，该光纤纤芯为空气，与其它光纤的熔接损耗较大，而且该发明光纤利用表面模式进行激光的传输，激光功率损耗大，不能很好地满足实际应用需求。中国专利200510025561.8描述了有源大芯径单模双包层光子晶体光纤，该光纤利用内层空气孔实现无尽单模特性，从而提高光纤激光的光束质量，但是该光纤存在着弯曲损耗较大，非线性效应明显，不能够有效地将多模泵浦功率转化为单模激光功率等问题。

为了解决上述增益光纤的不足，本专利提出一种全固态双带隙增益光纤，该光纤的光子带隙可以大大地提高泵浦光的转化效率，同时提升激光的限制能力，降低光纤的非线性效应，极大地改善光纤激光的光束质量，从而满足高功率光纤激光器的应用需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种固态带隙增益光子晶体光纤波导。

本发明提供的一种增益光子晶体光纤波导，包括芯层、围绕芯层的包层、涂层；所述芯层包括有两个同心层，第一纤芯分层为高纯石英玻璃形成的实芯区域，第二纤芯分层为具有稀土离子掺杂的石英玻璃圆柱层；所述包层包括两部分，一部分是由锗掺杂的石英玻璃圆柱层组成光纤的内包层，另一部分是由空气孔和石英玻璃的复合结构构成的光纤的外包层；所述涂层部分由紫外固化的丙烯酸树脂形成。

如上所述的光子晶体光纤波导，所述稀土离子掺杂的石英玻璃圆柱层中掺杂的稀土离子是镱、铥、钕、钬、镨、铒、镧中的任何一种。

如上所述的光子晶体光纤波导，所述内包层由掺锗石英圆柱形成的固态微结构六边形点阵组成，它形成该光纤波导的外带隙，用于将多模泵浦光严格限制在具有稀土掺杂离子的第二纤芯分层区域中，提高泵浦光的利用效率；掺锗石英圆柱的掺锗部分相对折射率差在0.15％～1.1％之间，掺锗部分直径与掺锗石英圆柱的直径的比例在0.56～0.98之间，即晶格常数比值在0.56～0.98之间。

如上所述的光子晶体光纤波导，该光纤的第二纤芯分层由掺稀土离子石英圆柱形成的固态微结构六边形点阵组成，具备光增益的功能，它形成该增益光纤的内带隙，用于在多模泵浦光的作用下将产生的激光严格限制在高纯石英玻璃组成的第一纤芯分层区域中；掺稀土离子石英圆柱的掺稀土部分的相对折射率差在0.61％～2.2％之间，其掺杂部分直径与掺稀土离子石英圆柱的直径的比例在0.08～0.52之间。

如上所述的光子晶体光纤波导，该光纤的第一纤芯分层由高纯石英玻璃组成的实芯纤芯，用于提供激光的输出通道，提高光纤承受的激光功率和激光损伤阈值，降低高功率光纤激光器的非线性效应。

如上所述的光子晶体光纤波导，第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间。

如上所述的光子晶体光纤波导，外包层区域为空气孔与石英玻璃的复合结构，其是高纯石英毛细管与外层石英套管形成的复合结构，空气孔的填充分数在80％～99.6％之间，以便形成较大的折射率对比，提供较大的内包层数值孔径。

本发明提供的一种脉冲光纤激光器，采用如上所述的增益光子晶体光纤波导。

本发明提供的一种连续光纤激光器，采用如上所述的增益光子晶体光纤波导。

本发明解决了现有高功率光纤激光器用增益光纤存在的技术难题：即解决大模场直径与单模运转的技术矛盾、大模场直径与高弯曲损耗的技术矛盾、以及高功率激光下的激光损伤等技术难题。固态双带隙增益光子晶体光纤波导，该光纤具有双波长带隙特性，其内带隙限制激光波长维持单模特性并降低弯曲损耗，既提升了激光光束质量，又降低了激光功率的损耗；固态双带隙增益光子晶体光纤波导，该光纤具有双波长带隙特性，其外带隙限制泵浦波长，降低泵浦功率的泄漏损耗，从而提升了泵浦光的利用效率；稀土离子环形掺杂结构，利用带隙效应实现泵浦光自动限制到环形掺杂区域，极大地提高增益光纤的泵浦吸收效率与光光转换效率；纯硅纤芯与内带隙相结合技术，将产生的高功率激光限制在纯硅芯中，极大地提高光纤的激光损伤阈值；增益双带隙光子晶体光纤波导外围超大占孔比的空气微孔极大提高内包层数值孔径，大大地提高泵浦耦合效率，并且外围的大空气孔具备良好的自散热特性；采用双带隙光子晶体增益光波导进行光纤激光器的应用研究，解决空气孔型增益光子晶体光纤的熔接问题，可以提高光纤激光器器件的可靠性与稳定性；本发明提供的一种增益光子晶体光纤波导及光纤激光器，在激光加工、激光医疗等民用领域以及国防军工领域具有重要的应用意义，以及较好的经济效益和应用前景。

附图说明

图1是本发明增益光子晶体光纤波导端面结构示意图；

图2是本发明增益光子晶体光纤的带隙图；

图3是本发明的一种增益光子晶体光纤的吸收谱曲线；

图4为采用本发明增益光子晶体光纤构成的一种脉冲光纤激光器的结构示意图；

图5为采用本发明增益光子晶体光纤构成的一种连续光纤激光器的结构示意图；

图6为采用本发明增益光子晶体光纤制造的连续光纤激光器的输出功率曲线。

具体实施方式

首先对本发明所属领域中的术语作如下定义：

激光：受激辐射产生的光放大，是一种高质量的光源，其具备良好的单色性、相干性及方向性。

粒子数反转：原子(分子或离子)的高能级的粒子数比低能级的粒子数多的状态称为粒子数反转。

增益：即功率放大倍数，一般以输出功率同输入功率比值的常用对数表示，单位为分贝(dB)。

光纤激光器：是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。通常所说光纤激光器，就是采用光纤作为激光介质的激光器，通过在光纤基质材料中掺杂不同的稀土离子(Yb、Er、Nd、Tm等)。增益光纤在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路(构成谐振腔)便可形成激光振荡输出获得所对应波段的激光输出。

连续激光器：以不间断的方式输出激光，连续输出激光的时间大于或等于0.25秒的激光器。

脉冲激光器：以脉冲工作方式工作的激光器就是脉冲激光器，其单个激光脉冲宽度小于0.25秒。

折射率剖面(RIP)：光纤或光纤预制棒(包括光纤芯棒)的折射率与其半径之间的关系曲线；

绝对折射率差(δn)：光纤预制棒中各个部分的折射率与纯石英玻璃折射率的差；

相对折射率(Δ％)： $\mathrm{\Δ}\%=\frac{n_i^2-n_0^2}{2n_i^2}\×100\%,$ 其中n_i为第i层光纤材料的折射率，n₀为纯石英玻璃的折射率。

有效面积： $A_{\mathrm{eff}}=2\mathrm{\π}\×\frac{{\left(\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{E}^2\mathrm{rdr}\right)}^2}{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{E}^4\mathrm{rdr}},$ 其中E为与传播有关的电场，r为光纤半径；

PCVD：等离子化学气相沉积；

MCVD：改进的化学气相沉积；

DND：直接纳米粒子沉积

PBG：光子带隙(photonic band gap)。

下面将参考附图详细描述本发明的实施例。

图1为一种增益光子晶体光纤波导端面结构示意图，其中1为由高纯石英玻璃芯构成的第一纤芯分层，2为掺稀土石英玻璃圆柱形成的第二纤芯分层，3为掺锗石英玻璃圆柱形成的内包层，4为空气孔石英玻璃形成的外包层，空气孔的填充分数在80％～99.6％之间，5为紫外光固化丙烯酸树脂形成的光纤涂层。

图2为该光子晶体光纤的带隙图，其中1^stPBG、2^stPBG、3^stPBG分别表示光纤的一阶带隙、二阶带隙及三阶带隙；core-line表示高纯石英玻璃光纤芯的有效折射率线。

图3为该光子晶体光纤的吸收谱曲线。

图4为一种脉冲光子晶体光纤激光器示意图，图中依次连接的是：6为种子信号光激光器、7为多模泵浦激光二极管，8为(6+1)×1合束器，9为根据本发明的增益光子晶体光纤。

图5为一种连续光子晶体光纤激光器示意图，图中依次连接的是：11为多模泵浦激光二极管，12为7×1功率合束器，13为激光波长高反射率的光纤光栅，9为根据本发明的增益光子晶体光纤，14为激光波长高透射率的光纤光栅，10为输出能量光纤。

实施例1：

采用改进的化学气相沉积(MCVD)工艺制造出掺镱离子(也可以掺入铥、钕、钬、镨、铒、镧等稀土离子)光纤芯棒，稀土掺杂浓度在6000ppm以上。然后在拉丝塔上于2200℃左右的高温下拉制成400±10μm的掺稀土石英玻璃圆柱，该掺稀土部分的相对折射率差为在0.61％～2.2％之间，在本例中是0.61％，掺稀土离子部分直径与掺稀土石英玻璃圆柱的直径之比在0.08～0.52之间，在本例中为0.18。采用等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺技术制造高纯的石英玻璃棒，然后在拉丝塔上，在2200℃的高温下拉丝成800±10μm的高纯石英玻璃圆柱。采用PCVD工艺制备纤芯相对折射率差在0.15％～1.1％之间的掺锗石英玻璃棒，在本例中为0.20％的掺锗石英玻璃棒，然后在拉丝塔上拉制成400±10μm的玻璃圆柱，掺锗部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.56～0.98之间，在本例中为0.56。采用PCVD制备的高纯石英玻璃管在高温下拉制成400±10μm的石英毛细管，其内孔直径在366±10μm左右。将上面拉制的1根高纯石英玻璃圆柱(即第一纤芯分层1)、84根排列成六边形状的该掺稀土石英玻璃圆柱(即第二纤芯分层2)、180根排列成六边形形状的掺锗石英玻璃圆柱(即内包层3)排列成如图1所示的点阵，该排列好的光纤圆柱束放入直径为28mm的高纯石英套管(即内包层的一部分)中。然后在其周围紧密排列一圈直径为1000μm，内径为900μm的高纯石英毛细管后，一起装入直径为35mm的石英套管(高纯石英毛细管与石英套管形成外包层4)中，形成掺镱光子晶体光纤预制棒。最后在2100℃拉制成包层直径为125μm，涂层直径外245μm的光纤，即成为图1所示的掺镱光子晶体光纤。第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间，该光纤内包层形成具有图2中所示的高阶带隙(如2^st PBG和3^st PBG)，将多模泵浦光(如976nm波长光)严格限制在具备镱离子掺杂的第二纤芯分层区域中，以便激发出1064nm波长左右的激光。该光纤第二纤芯分层区域点阵形成具有图2所示的低阶带隙(1^st PBG)，将产生的激光(如1064nm)导入由高纯石英玻璃组成的第一纤芯分层区域中。该光纤具有图3所示的吸收谱特性，在915nm和976nm的吸收系数分别为6.8dB/m和7.6dB/m。将平均功率100mW的1064nm的种子光激光二极管、6个5W的976nm的泵浦二极管、该增益光子晶体光纤按照图4组成脉冲光纤激光器，可以获得10W左右的1064nm左右的激光。将7个5W的915nm泵浦二极管、该增益光子晶体光纤、光纤光栅按照图5组成光纤激光器，可以获得如图6所示25W左右的1090nm波长的激光输出。

实施例2：

采用改进的化学气相沉积(MCVD)工艺制造出掺镱离子(也可以掺入铥、钕、钬、镨、铒、镧等稀土离子)光纤芯棒，稀土掺杂浓度在8000ppm以上，然后在拉丝塔上于2200℃左右的高温下拉制成400±10μm的掺稀土石英玻璃圆柱，该掺稀土部分相对折射率差为在0.61％～2.2％之间，在本例中是0.61％，掺稀土离子部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.08～0.52之间，在本例中为0.32。采用等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺技术制造高纯的石英玻璃棒，然后在拉丝塔上，在2200℃的高温下拉丝成800±10μm的高纯石英玻璃圆柱。采用PCVD工艺制备纤芯相对折射率差为在0.15％～1.1％之间的掺锗石英玻璃棒，在本例中为0.46％的掺锗石英玻璃棒，然后在拉丝塔上拉制成400±10μm的玻璃圆柱，掺锗部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.56～0.98之间，在本例中为0.86。采用PCVD制备的高纯石英玻璃管在高温下拉制成400±10μm的石英毛细管，其内孔直径在326±10μm左右。将上面拉制的1根该高纯石英玻璃圆柱(即第一纤芯分层1)、84根排列成六边形状的该掺稀土石英玻璃圆柱(即第二纤芯分层2)、180根排列成六边形形状的掺锗石英玻璃圆柱(即内包层3)排列成如图1所示的点阵，该排列好的光纤圆柱束放入直径为28mm的高纯石英套管(即内包层3的一部分)中。然后在其周围紧密排列一圈直径为1000μm，内径为900μm的高纯石英毛细管后，一起装入直径为35mm的石英套管(高纯石英毛细管与石英套管形成外包层4)中，形成掺镱光子晶体光纤预制棒。最后在2100℃拉制成包层直径为125μm，涂层直径外245μm的光纤，即成为图1所示的掺镱光子晶体光纤，第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间。

实施例3：

采用改进的化学气相沉积(MCVD)工艺制造出掺镱离子(也可以掺入铥、钕、钬、镨、铒、镧等稀土离子)光纤芯棒，稀土掺杂浓度在8000ppm以上，然后在拉丝塔上于2200℃左右的高温下拉制成400±10μm的掺稀土石英玻璃圆柱，该掺稀土部分相对折射率差为在0.61％～2.2％之间，在本例中是0.98％，掺稀土离子部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.08～0.52之间，在本例中为0.39。采用等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺技术制造高纯的石英玻璃棒，然后在拉丝塔上，在2200℃的高温下拉丝成410±10μm的高纯石英玻璃圆柱。采用PCVD工艺制备纤芯相对折射率差为在0.15％～1.1％之间的掺锗石英玻璃棒，在本例中为0.81％的掺锗石英玻璃棒，然后在拉丝塔上拉制成400±10μm的玻璃圆柱，掺锗部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.56～0.98之间，在本例中为0.56。采用PCVD制备的高纯石英玻璃管在高温下拉制成400±10μm的石英毛细管，其内孔直径在352±10μm左右。将上面拉制的1根该纯石英玻璃圆柱(即第一纤芯分层1)、90根排列成六边形形状的该掺稀土石英玻璃圆柱(即第二纤芯分层2)、180根排列成六边形形状的掺锗石英玻璃圆柱(即内包层3)排列成如图1所示的点阵，该排列好的光纤圆柱束放入直径为28mm的高纯石英套管(即内包层3的一部分)中。然后在其周围紧密排列一圈直径为1000μm，内径为900μm的高纯石英毛细管后，一起装入直径为35mm的石英套管(高纯石英毛细管与石英套管形成外包层4)中，形成掺镱光子晶体光纤预制棒。最后在2100℃拉制成包层直径为125μm，涂层直径外245μm的光纤，即成为图1所示的掺镱光子晶体光纤，第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间。

实施例4：

采用改进的化学气相沉积(MCVD)工艺制造出掺镱离子(也可以掺入铥、钕、钬、镨、铒、镧等稀土离子)光纤芯棒，稀土掺杂浓度在6000ppm以上，然后在拉丝塔上于2200℃左右的高温下拉制成400±10μm的掺稀土石英玻璃圆柱，该掺稀土部分相对折射率差为在0.61％～2.2％之间，在本例中是0.98％，掺稀土离子部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.08～0.52之间，在本例中为0.18。采用等离子体化学气相沉积(PCVD)工艺技术制造高纯的石英玻璃棒，然后在拉丝塔上，在2200℃的高温下拉丝成2000±20μm的高纯石英玻璃圆柱。采用PCVD工艺制备纤芯相对折射率差为在0.15％～1.1％之间的掺锗石英玻璃棒，在本例中为0.20％的掺锗石英玻璃棒，然后在拉丝塔上拉制成400±10μm的玻璃圆柱，掺锗部分直径与整个圆柱的直径之比为在0.56～0.98之间，在本例中为0.56。采用PCVD制备的高纯石英玻璃管在高温下拉制成400±10μm的石英毛细管，其内孔直径在366±10μm左右。将上面拉制的1根该纯石英玻璃圆柱(即第一纤芯分层1)、72根排列成六边形状的该掺稀土石英玻璃圆柱(即第二纤芯分层2)、180根排列成六边形状的掺锗石英玻璃圆柱(即内包层3)排列成如图1所示的六边形点阵，该排列好的光纤圆柱束放入直径为28mm的高纯石英套管(即内包层3的一部分)中。然后在其周围紧密排列一圈直径为1000μm，内径为900μm的高纯石英毛细管后，一起装入直径为35mm的石英套管(高纯石英毛细管与石英套管形成外包层4)中，形成掺镱光子晶体光纤预制棒。最后在2100℃拉制成包层直径为125μm，涂层直径外245μm的光纤，即成为图1所示的掺镱光子晶体光纤，第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间。

上述附图及实施实例仅仅为说明性描述，并不对本发明的保护范围形成限制，本发明保护范围由权利要求书所限定。

Claims (9)

1.一种增益光子晶体光纤波导，其特征在于：

包括芯层、围绕芯层的包层、紫外光固化的丙烯酸树脂涂层；

所述芯层包括有两个同心层，第一纤芯分层为高纯石英玻璃形成的实芯区域，第二纤芯分层为具有稀土离子掺杂的石英玻璃圆柱层；

所述包层包括两部分，一部分是由锗掺杂的石英玻璃圆柱层组成光纤的内包层，另一部分是由空气孔和石英玻璃的复合结构构成的光纤的外包层；

所述涂层部分由紫外光固化的丙烯酸树脂形成。

2.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

第二纤芯分层中掺杂的稀土离子是镱、铥、钕、钬、镨、铒、镧中的任何一种。

3.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

所述内包层由掺锗石英玻璃圆柱形成的固态微结构六边形点阵组成，它形成该光纤波导的外带隙，用于将多模泵浦光严格限制在具有稀土掺杂离子的第二纤芯分层区域中，提高泵浦光的利用效率；

内包层中掺锗石英玻璃圆柱的掺锗部分的相对折射率差在0.15％～1.1％之间，掺锗部分的直径与掺锗石英玻璃圆柱的直径的比例在0.56～0.98之间，即晶格常数比值在0.56～0.98之间。

4.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

该光纤的第二纤芯分层由掺稀土离子石英圆柱形成的固态微结构六边形点阵组成，具备光增益的功能，它形成该增益光纤的内带隙，用于在多模泵浦光的作用下将产生的激光严格限制在高纯石英玻璃组成的第一纤芯分层区域中；

第二纤芯分层中掺稀土离子石英圆柱的掺稀土部分的相对折射率差在0.61％～2.2％之间，掺稀土部分的直径与掺稀土离子石英圆柱的直径的比例在0.08～0.52之间。

5.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

该光纤的第一纤芯分层是由高纯石英玻璃组成的实芯纤芯，用于提供激光的输出通道，提高光纤承受的激光功率和激光损伤阈值，降低高功率光纤激光器的非线性效应。

6.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

第一纤芯分层区域直径与第二纤芯分层区域晶格常数比值为1.02～4.60之间。

7.根据权利要求1所述的光子晶体光纤波导，其特征在于：

外包层区域为空气孔与石英玻璃的复合结构，其是高纯石英毛细管与外层石英套管形成的复合结构，空气孔的填充分数在80％～99.6％之间，以便形成较大的折射率对比，提供较大的内包层数值孔径。

8.一种脉冲光子晶体光纤激光器，其特征在于：

依次连接种子信号光激光器、多模泵浦激光二极管，(6+1)×1合束器、如权利要求1所述的增益光子晶体光纤。

9.一种连续光子晶体光纤激光器，其特征在于：

依次连接多模泵浦激光二极管、7×1功率合束器、激光波长高反射率的光纤光栅、如权利要求1所述的增益光子晶体光纤、激光波长高透射率的光纤光栅、输出能量光纤。

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