CN114236679B - 一种激光光纤及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学与激光光电子技术领域，尤其是涉及一种激光光纤及其制备方法和应用。本发明的激光光纤，包括芯部以及由内至外依次包覆于芯部表面的缓冲层、第一包层、第二包层和涂覆层；所述第二包层的材料包括折射率为1.373～1.374的含氟树脂。本发明的激光光纤将第二包层的材料替换为低折射率的含氟树脂，在保证光纤的光学性能的基础上使其具有优异的耐高温性能，可用于200℃的高温环境中，使其适用于高功率光纤激光器或散热性能差的风冷激光器。
Description
技术领域
本发明涉及光学与激光光电子技术领域，尤其是涉及一种激光光纤及其制备方法和应用。
背景技术
高功率光纤激光器由于具有光束质量好、电光效率高、体积小、重量轻等传统激光器无法比拟的诸多优点，在工业制造领域具有广泛的应用。高功率光纤激光器用激光光纤，通常通过掺杂稀土元素以及其他共掺元素来实现。在高功率光纤激光实际使用中，通常需要高浓度掺杂来提高激光光纤的吸收系数，从而可以用较短的光纤长度实现高的输出功率，降低非线性效应出现的阈值。但纤芯掺杂元素浓度越大，纤芯和包层之间应力差越大，光纤内部容易出现材料缺陷而导致光纤性能降低，同时高功率激光伴随着高热应力引起光热损伤，严重影响光纤的使用寿命。
高功率条件下光纤涂覆层发热严重，长时间使用会导致涂层质量降低甚至烧损，严重降低光纤激光器的稳定性和可靠性，尤其光纤激光器制作过程中单纤功率超过3000W以上时，激光光纤的包层中会出现泵浦光过多而发热、过热的现象，虽然激光器中盘掺杂光纤装置有水浴冷却，但是在制作高功率激光器实验过程中，效果不显著，常规掺杂光纤仍然发热严重，若光纤长期在高温下工作，光纤的涂层会容易退化，甚至发生有源光纤烧坏现象。
目前常见的处理方法：使用包层直径更大的有源光纤，便于散热；使用三包层光纤耐热性更好。但是增加包层的直径降低光纤的包层泵浦吸收系数，光纤使用长度增加，容易引起非线性效应；三包层光纤制备工艺复杂，光纤成本高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种激光光纤，该激光光纤在保证光学参数的同时具有优异的耐高温性能。
本发明的第二目的在于提供所述的激光光纤的制备方法。
本发明的第三目的在于提供所述的激光光纤在高功率光纤激光器或风冷型激光器中的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明提供了一种激光光纤，包括芯部以及由内至外依次包覆于芯部表面的缓冲层、第一包层、第二包层和涂覆层；
所述第二包层的材料为折射率为1.373～1.374的含氟树脂。
进一步地，所述含氟树脂包括SH-373HT。
进一步地，所述芯部、所述缓冲层、所述第一包层、所述第二包层和所述涂覆层的折射率分别为n1、n2、n3、n4和n5，并满足n5＞n1＞n3＝n2＞n4。
进一步地，所述n2与所述n4的关系为
进一步地，所述n1与所述n2的关系为
优选地，所述n4为1.36～1.38。
优选地，所述n5为1.51～1.53。
优选地，所述n3为1.44～1.46。
进一步地，所述芯部、所述缓冲层和所述第一包层的膨胀系数分别η1、η2、η3，并满足η1＞η2＞η3。
进一步地，所述芯部的材料包括二氧化硅。
优选地，所述芯部的材料中掺杂Yb、Al和P中的一种或多种。
进一步地，所述缓冲层的材料包括二氧化硅。
优选地，所述缓冲层的材料中掺杂F和/或P。
进一步地，所述第一包层的材料为二氧化硅。
优选地，所述第一包层的横截面为非圆对称形状。
优选地，所述第一包层的横截面为D字形、八边形、六边形或者梅花形中的一种或多种。
进一步地，所述涂覆层的材料包括KG610-03光敏聚酰亚胺涂料。
本发明还提供了所述的激光光纤的制备方法，包括如下步骤：
(A)在靶棒上沉积第一包层的材料后玻璃化烧结得到套管；
(B)在沉积管中依次沉积缓冲层的材料和芯部的材料后熔缩成光纤预制棒芯棒；
(C)将所述套管与所述光纤预制棒芯棒组装成光纤预制棒；
(D)将所述光纤预制棒研磨、拉丝处理后依次涂覆第二包层的材料和涂覆层的材料得到激光光纤。
进一步地，步骤(A)中，所述沉积的方法包括OVA沉积法或VAD沉积法；
和/或，步骤(B)中，所述沉积的方法包括MCVD沉积法；
和/或，步骤(D)中，将所述光纤预制棒研磨为非圆对称结构；
和/或，步骤(D)中，所述涂覆包括将采用干法涂覆法所述第二包层的材料涂覆于所述光纤预制棒表面后进行紫外光固化处理，再将所述涂覆层的材料涂覆于所述第二包层表面后进行紫外光固化处理。
本发明还提供了所述的激光光纤在高功率光纤激光器或风冷型激光器中的应用。
优选地，所述高功率光纤激光器的功率≥3000W。
优选地，所述风冷型激光器的功率≥1500W。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的激光光纤，在芯层和第一包层间增加缓冲层，抑制了光纤内部因芯部和第一包层间应力差过大而产生的结构缺陷；同时，将第二包层的材料替换为低折射率的含氟树脂，在保证光纤的光学性能的基础上使其具有优异的耐高温性能，可用于200℃以上的高温环境中；并且本发明的激光光纤的制备方法简单，成本低廉。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的激光光纤的结构示意图。
附图标记：
1-芯部；2-缓冲层；3-第一包层；4-第二包层；5-涂覆层。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种激光光纤及其制备方法和应用进行具体说明。
参见图1，本发明的一些实施方式中提供了一种激光光纤，包括芯部1以及由内至外依次包覆于芯部1表面的缓冲层2、第一包层3、第二包层4和涂覆层5；
第二包层4的材料为折射率为1.373～1.374的含氟树脂。
本发明的激光光纤，在芯部1与第一包层3间增加了缓冲层2，通过缓冲层2缓冲芯部1与第一包层3的应力差，抑制光纤内部因芯部1和第一包层3应力差过大而产生的结构缺陷，同时不影响芯部1和第一包层3的波导结构。从而提高激光光纤承载高功率的能力。
本发明的激光光纤的第二包层4的材料通过采用低折射率的含氟树脂，使激光光纤具有优异的耐高温性能，可用于200℃以上的高温环境，同时本发明仅改变了激光光纤的耐热性，传光特性没有改变，因此保证了激光光纤的光学参数。相比于三包层结构的光纤，本发明的激光光纤的成本更低，更适用于高功率表光纤激光器。
在本发明的一些实施方式中，含氟树脂包括SH-373HT，其可购买于Luvantix ADM公司。
在本发明的一些实施方式中，芯部1、缓冲层2、第一包层3、第二包层4和涂覆层5的折射率分别为n1、n2、n3、n4和n5，并满足n5＞n1＞n3＝n2＞n4。
在本发明的一些实施方式中，n2与n4的关系为
优选地，n2与n4的关系为
在本发明的一些实施方式中，n1与n2的关系为
优选地，n1与n2的关系为
在本发明的一些实施方式中，n4为1.36～1.38；典型但非限制性的，例如，n4为1.360、1.362、1.364、1.366、1.368、1.370、1.372、1.374、1.376、1.378或者1.380等等；优选地，n4为1.373。
在本发明的一些实施方式中，n5为1.51～1.53；典型但非限制性的，例如，n5为1.510、1.512、1.514、1.516、1.518、1.520、1.522、1.524、1.526、1.528或者1.530等等，优选地，n5为1.512。
在本发明的一些实施方式中，n3为1.44～1.46；典型但非限制性的，例如，n3为1.440、1442、1444、1446、1448、1450、1452、1454、1456、1458或者1460等等，优选地，n3为14586。
在本发明的一些实施方式中，芯部1、缓冲层2和第一包层3的膨胀系数分别η1、η2、η3，并满足η1＞η2＞η3。
在本发明的一些实施方式中，芯部1的材料包括二氧化硅；优选地，芯部1的材料中掺杂Yb、Al和P中的一种或多种。
在本发明的一些具体实施方式中，芯部1的材料为掺有Yb、Al和P的二氧化硅。
在本发明的一些具体实施方式中，缓冲层2的材料包括二氧化硅；优选地，缓冲层2的材料中掺杂F和/或P。
在本发明的一些具体实施方式中，缓冲层2的材料为掺有F和P的二氧化硅。
本发明通过在二氧化硅中掺杂不同的元素，从而调节掺杂的二氧化硅的折射率，以满足对不同折射率的要求。
在本发明的一些实施方式中，第一包层3的材料为二氧化硅。
其中，缓冲层为掺有F、Al和P的二氧化硅，掺杂的三个组分的射率有正和负，三者按照一定量添加使得缓冲层的折射率与第一包层的折射率相同，即使有细微差别，也可以忽略不计。
在本发明的一些实施方式中，第一包层3的横截面为非圆对称形状。
在本发明的一些具体实施方式中，第一包层3的横截面为D字形、八边形、六边形或者梅花形中的一种或多种；优选地，第一包层3的横截面为八边形。
在本发明的一些实施方式中，涂覆层5的材料为KG610-03光敏聚酰亚胺涂料，可购买于飞凯材料科技有限公司。
本发明的一些实施方式中还提供了上述激光光纤的制备方法，包括如下步骤：
(A)在靶棒上沉积第一包层3的材料后玻璃化烧结得到套管；
(B)在沉积管中依次沉积缓冲层2的材料和芯部1的材料后熔缩成光纤预制棒芯棒；
(C)将套管与光纤预制棒芯棒组装成光纤预制棒；
(D)将光纤预制棒研磨、拉丝处理后依次涂覆第二包层4的材料和涂覆层5的材料得到激光光纤。
在本发明的一些实施方式中，步骤(A)中，沉积的方法包括OVA沉积法或VAD沉积法。
在本发明的一些具体的实施方式中，步骤(A)中，采用OVA沉积法或VAD沉积法，在靶棒上沉积第一包层3的材料，沉积完成后将其烧结成玻璃状，然后去除靶棒得到套管。
在本发明的一些实施方式中，步骤(B)中，沉积的方法包括MCVD沉积法。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤(C)中，套管与光纤预制棒芯棒的包芯比为1：10～15；本发明对包芯比不作严格的限定，可根据不同的光纤进行调整。
在本发明的一些实施方式中，步骤(D)中，将光纤预制棒研磨为非圆对称结构。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤(D)中，将光纤预制棒研磨为D字形、八边形、六边形或者梅花形。
在本发明的一些具体实施方式中，步骤(D)中，将研磨后的光纤预制棒挂在拉丝塔进行拉丝，拉丝过程中炉体保持一定的炉温和拉丝张力，拉出的光纤需要保持光纤的非圆对称结构；优选地，炉温为1800～2000℃，拉丝的速度为12m/min-18m/min，拉丝张力为0.9-1.2N。
在本发明的一些实施方式中，步骤(D)中，涂覆包括将采用干法涂覆法将第二包层4的材料涂覆于光纤预制棒表面后进行紫外光固化处理，再将涂覆层5的材料涂覆于第二包层4表面后进行紫外光固化处理。
本发明的一些实施方式中还提供了上述激光光纤在高功率光纤激光器或风冷型激光器中的应用；优选地，高功率光纤激光器的功率≥3000W；优选地，风冷型激光器的功率≥1500W。
实施例1
本实施例提供了激光光纤，其为30/400光纤，包括芯部1以及由内至外依次包覆于芯部1表面的缓冲层2、第一包层3、第二包层4和涂覆层5；
其中，芯部1的材料为：掺有1100Yb、7200Al和8000P的二氧化硅，芯部1的直径为30μm；
缓冲层2的材料为：掺有F和P的二氧化硅，缓冲层2的厚度为4～7μm；
第一包层3的材料为：二氧化硅，第一包层3的厚度为365～370μm；
第二包层4的材料为：SH-373HT，第二包层4的厚度为30～35μm；
涂覆层5的材料为：KG610-03，涂覆层5的厚度为30～45μm。
本实施例的激光光纤的制备方法，包括如下步骤：
(A)采用OVD法在靶棒上沉积第一包层3的材料，沉积完成后将其烧结成玻璃状，然后去除靶棒得到套管。
(B)采用MCVD方法，在纯硅的沉积管中依次沉积缓冲层2的材料和芯部1的材料后熔缩成光纤预制棒芯棒；其中，缓冲层各组分每分钟通入的量为SiF4：4sccm、POCl3：60sccm、SiCl4：500sccm和O2：1200sccm。
(C)将套管与光纤预制棒芯棒按照1：13.3的包芯比组装成光纤预制棒；
(D)将光纤预制棒研磨成八边形，将研磨后的光纤预制棒挂在拉丝塔进行拉丝，拉丝过程中炉子的温度为1950℃，拉丝速度17m/min，拉丝张力为1.13N，拉出的光纤需要保持光纤的八边形结构，然后，采用干对湿涂覆法将第二包层4的材料涂覆于光纤预制棒表面后进行紫外光固化处理，再将涂覆层5的材料涂覆于第二包层4表面后进行紫外光固化处理得到激光光纤；其中，UV紫外固化灯采用2+2模式。
激光光纤使用PK2450测试光纤几何尺寸，同时在显微镜下查看八边形的保持形状。
实施例2
本实施例提供了激光光纤，其为30/400光纤，包括芯部1以及由内至外依次包覆于芯部1表面的缓冲层2、第一包层3、第二包层4和涂覆层5；
其中，芯部1的材料为：掺有1100Yb、7200Al和8000P的二氧化硅，芯部1的直径为30μm；
缓冲层2的材料为：掺有F和P的二氧化硅，缓冲层2的厚度为4～7μm；
第一包层3的材料为：二氧化硅，第一包层3的厚度为365～370μm；
第二包层4的材料为：SH-373HT，第二包层4的厚度为36～40μm；
涂覆层5的材料为：KG610-03，涂覆层5的厚度为30～45μm。
本实施例的激光光纤的制备方法与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了激光光纤，其为30/400光纤，包括芯部1以及由内至外依次包覆于芯部1表面的缓冲层2、第一包层3、第二包层4和涂覆层5；
其中，芯部1的材料为：掺有1100Yb、7200Al和8000P的二氧化硅，芯部1的直径为30μm；
缓冲层2的材料为：掺有F和P的二氧化硅，缓冲层2的厚度为4～7μm；
第一包层3的材料为：二氧化硅，第一包层3的厚度为365～370μm；
第二包层4的材料为：SH-373HT，第二包层4的厚度为41～45μm；
涂覆层5的材料为：KG610-03，涂覆层5的厚度为30～45μm。
本实施例的激光光纤的制备方法与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供了光纤，其为30/400有源光纤。
试验例1
采用热刺激光搭建的平台：1光纤几何尺寸测量：拉制完成后的光纤，在高倍分辨率的显微镜下，对所制备的光纤端面进行检测以判断高温熔融拉制对八边形形变的影响，同时根据端面照片对光纤的几何参数进行了测试。2、吸收系数及背景损耗测试：使用超连续白光光源作为测试光源，其光谱宽度为400nm～2400nm，总功率约100mW，采用截断法(cut-back method)来测试光纤的吸收性能，同时从吸收光谱上还可以看出光纤是否存在水峰，水峰的出现会使整个光纤的背景损耗都比较大，同时测试背景损耗。3、光谱的测试：通过测试光纤的激光光谱，检测其中光谱峰值，可以有效的判断光纤中是否有非线性效应的发生。4、数值孔径的测试使用inter fiber公司-IFA-100仪器测试、5、斜率效率测试：使用热刺激光搭建激光器，将实验的有源光纤熔接在合束器上，合束器一端连接泵，将LD泵浦源串联起来接在恒流电源上，打开水冷系统，逐渐增加电流到一定的参数值，此时QBH输出端接功率计测试激光功率。通过输出的激光功率和测试时泵浦源输出的功率比，即可算出斜率效率。对实施例1～3进行上述测试，其数据分别几率在表1、表2和表3中。
表1
| 长度 | 40m |
| 芯直径 | 30μm |
| 第一包层直径 | 400μm |
| 第二包层直径 | 375μm |
| 第二包层厚度 | 30-35μm |
| 涂覆层直径 | 550μm |
| 涂覆层厚度 | 37-45μm |
| 包层数值孔径 | 0.47 |
| 纤芯数值孔径 | 0.07 |
| 吸收系数@915nm(dB/m) | 0.45 |
| 衰减@1095nm(dB/m) | 5.5 |
| 纤芯背景损耗@1200nm(dB/m) | 12 |
| 斜率效率 | 68％ |
| 第二包层材料 | SH-373HT |
| 涂覆层材料 | KG610-03 |
表2
表3
| 长度 | 40m |
| 芯直径 | 30μm |
| 第一包层直径 | 400μm |
| 第二包层直径 | 375μm |
| 第二包层厚度 | 41-45μm |
| 涂覆层直径 | 550μm |
| 涂覆层厚度 | 37-45μm |
| 包层数值孔径 | 0.47 |
| 纤芯数值孔径 | 0.07 |
| 吸收系数@915n(dB/m) | 0.45 |
| 衰减@1095nm(dB/m) | 5 |
| 纤芯背景损耗@1200nm(dB/m) | 11.5 |
| 斜率效率 | 69％ |
| 外包层材料 | SH-373HT |
| 涂覆层材料 | KG610-03 |
本发明实施例1～3的激光光纤的第二包层的涂覆厚度不同，其它条件不变的情况下对实施例1～3的激光光纤进行测试，实施例1～3的激光光纤通红光后无红光漏出，说明涂覆完整无缺陷、气泡等。在100℃/100湿度的条件下，浸泡在水中24h，包层损耗基本无变化。水煮前后，涂层未出现明显差异。采用120℃、100％湿度灭菌箱进行测试，损耗及涂层均无变化。上机测试后发现实例1的激光光纤斜率效率稍低，光纤弯曲过大后损耗增加导致效率偏低。同时由于第二包层的材料比较贵从批量生产的性价比看，本发明采用实施例2(涂层厚度35-40μm)的激光光纤进行详细说明验证。
试验例2
采用实施例2的激光光纤在4600W的激光器单腔体测试，测得的结果表4所示。采用对比例1的激光光纤4600W的激光器单腔体测试，测得的结果表5所示。
测试条件为：设备编号：H30CB1228，调试功率满电流26A，实验水温26～28℃，合速器为30/250。
其中，温度测试使用热刺激光实验平台：
将12个LD泵浦源串联起来接在恒流电源上，打开水冷系统，逐渐增加电流的同时注意用夜视仪和红外热像仪观察熔接点和输出端附近的温度。当电流增加至14A左右时，利用红外热像仪检测光纤相连接两熔点的最高温度分别达到了40℃和44℃左右。此时对熔点及更个光纤盘均采用纯净水进行水冷，继续增加电流至26A在输出端得到了4600W的输出功率，光纤温度为57℃。同时根据测试功率和泵浦功率可算出光纤激光器的斜率效率为69％，效率正常。
表4
拷机时间36小时，激光器在电流为26A时，功率4630W平稳无波动，光纤温度为57℃无变化。
表5
| 电流(A) | 功率(W) | 温度(℃) |
| 2 | 80 | 30 |
| 6 | 790 | 33 |
| 8 | 1064 | 34 |
| 10 | 1436 | 38 |
| 12 | 1941 | 42 |
| 16 | 2595 | 44 |
| 18 | 3157 | 45.8 |
| 20 | 3425 | 46 |
| 21 | 3680 | 47 |
| 23 | 4160 | 52 |
| 24 | 4237 | 53 |
| 25 | 4400 | 55.5 |
| 26 | 4600 | 57 |
拷机时间36小时，激光器在电流为26A时，功率4600W无变化，光纤温度为57℃无变化，对比例1的激光光纤可用于4000w的激光器。
实施例2和对比例1的激光光纤在功率到达4600W左右时候，温度均已经上升到57℃(光纤放光纤盘上，已入密封灌胶)，若功率再次提升至5000W、6000W、7000W时候，光纤温度将会上升到70℃以上，对比例1的激光光纤长期在这一个温度下工作，外包层涂料的性质将会发生变化，有涂料将会玻璃化，涂覆材料的折射率将会发生改变，不能保持在1.374，由于涂覆特性的变化，造成包层光外泄，温度快速上升导致光纤损毁。
试验例3
采用实施例2的激光光纤在风冷型光纤激光器单腔体测试，测得的结果表6所示。采用对比例1的激光光纤在风冷型光纤激光器单腔体测试，测得的结果表7所示。
测试条件为：设备编号：FCA20CB109，调试功率满电流20A，散热形式：风冷，合速器：30/250。
上述两个实验在热刺光纤激光器测试平台完成：
将10个LD泵浦源串联起来接在恒流电源上，打开水冷系统，逐渐增加电流的同时注意用夜视仪和红外热像仪观察熔接点和输出端附近的温度。当电流增加至6A左右时，利用红外热像仪检测光纤相连接两熔点的最高温度情况。熔点处均采用纯净水进行水冷，测试温度42℃。继续增加电流至16A在输出端得到了2400W的输出功率，光纤温度80℃左右；同时光纤激光器的斜率效率为68％，效率正常。
表6
拷机时间4小时，激光器在电流为16A时，功率约为2400W无变化，光纤温度为78～82℃。
表7
| 电流(A) | 功率(W) | 温度(℃) |
| 2 | 45 | 38 |
| 4 | 378 | 40 |
| 6 | 720 | 42 |
| 8 | 1080 | 48 |
| 10 | 1470 | 55 |
| 12 | 1850 | 58 |
| 14 | 2100 | 65 |
| 16 | 2450 | 81 |
电流16A，功率2400W左右，拷机20分钟后，功率出现波动2200-2500W之间，随后关闭激光器，分析原因：长时间开启后，有源光纤温度过高，导致激光功率波动。
从上述实验可以看出，本发明的激光光纤可用于水冷性激光器3000W以上的工业应用，对于冷却效果差的风冷型光纤激光器，本发明的激光光纤耐高温效果更好，更实用。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案。
Claims (15)
1.一种激光光纤，其特征在于，包括芯部以及由内至外依次包覆于芯部表面的缓冲层、第一包层、第二包层和涂覆层；
所述第二包层的材料包括折射率为1.373～1.374的含氟树脂；
所述含氟树脂包括SH-373HT；
所述芯部、所述缓冲层、所述第一包层、所述第二包层和所述涂覆层的折射率分别为n1、n2、n3、n4和n5，并满足n5＞n1＞n3＝n2＞n4；
所述n2与所述n4的关系为
所述n4为1.36～1.38；
所述n5为1.51～1.53；
所述n3为1.44～1.46；
所述涂覆层的材料包括KG610-03光敏聚酰亚胺涂料；
所述芯部的直径为30μm；
所述缓冲层的厚度为4～7μm；
所述第一包层的厚度为365～370μm；
所述第二包层的厚度为30～35μm；
所述涂覆层的厚度为30～45μm。
2.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述n1与所述n2的关系为
3.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述芯部、所述缓冲层和所述第一包层的膨胀系数分别η1、η2、η3，并满足η1＞η2＞η3。
4.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述芯部的材料包括二氧化硅。
5.根据权利要求4所述的激光光纤，其特征在于，所述芯部的材料中掺杂Yb、Al和P中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述缓冲层的材料包括二氧化硅。
7.根据权利要求6所述的激光光纤，其特征在于，所述缓冲层的材料中掺杂F和/或P。
8.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述第一包层的材料为二氧化硅。
9.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述第一包层的横截面为非圆对称形状。
10.根据权利要求1所述的激光光纤，其特征在于，所述第一包层的横截面为D字形、八边形、六边形或者梅花形中的一种或多种。
11.如权利要求1～10任一项所述的激光光纤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)在靶棒上沉积第一包层的材料后玻璃化烧结得到套管；
(B)在沉积管中依次沉积缓冲层的材料和芯部的材料后熔缩成光纤预制棒芯棒；
(C)将所述套管与所述光纤预制棒芯棒组装成光纤预制棒；
(D)将所述光纤预制棒研磨、拉丝处理后依次涂覆第二包层的材料和涂覆层的材料得到激光光纤。
12.根据权利要求11所述的激光光纤的制备方法，其特征在于，步骤(A)中，所述沉积的方法包括OVA沉积法或VAD沉积法；
和/或，步骤(B)中，所述沉积的方法包括MCVD沉积法；
和/或，步骤(D)中，将所述光纤预制棒研磨为非圆对称结构；
和/或，步骤(D)中，所述涂覆包括将采用干法涂覆法将所述第二包层的材料涂覆于所述光纤预制棒表面后进行紫外光固化处理，再将所述涂覆层的材料涂覆于所述第二包层表面后进行紫外光固化处理。
13.如权利要求1～10任一项所述的激光光纤在高功率光纤激光器或风冷型激光器中的应用。
14.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述高功率光纤激光器的功率≥3000W。
15.根据权利要求13所述的应用，其特征在于，所述风冷型激光器的功率≥1500W。
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