《表1 YAG单晶光纤与石英光纤性能比较》

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《单晶光纤制备及单晶光纤激光器研究进展》

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单晶光纤领域的相关研究起源于20世纪20年代，von Gomperz[7]采用导模（EFG）法首次制备出金属单晶纤维，由此拉开了单晶纤维研制的序幕。1967年，Labelle和Mlavslcy[8]采用改进的射频加热提拉法制备出直径范围为50～500μm的白宝石光纤，并证明了单晶纤维具有高强度特性。1972年，Haggerty[9]改进激光加热机制，引入四条激光束加热纤维，制备出蓝宝石、Y2O3、TiB2单晶光纤。1975年，Burrus与Stone[10]改良了激光加热浮区法，成功制备出Nd∶YAG、Nd∶Y2O3、Cr∶A12O3等单晶光纤，其最小直径可达50μm。自此，单晶光纤的研究进入了百花齐放的黄金时代，涌现出多种单晶光纤的生长方法，如毛细管连续引出法、毛细管加压馈送法及微下拉（μ-PD）法等，多种功能晶体光纤如非线性光纤、光折变晶体光纤、传导晶体光纤和激光晶体光纤等相继问世。如表1所示，YAG单晶光纤与传统的石英光纤相比具有以下优势:1)更高的熔点（Tm为晶体熔点，Tg为玻璃态温度）和机械强度，可在更加恶劣的环境下使用；2)更高的热导率及稀土离子掺杂浓度，极大地提高激光器的热管理能力及泵浦效率；3)热透镜效应减弱，极大程度地避免双折射效应，提高光束质量；4)更低的非线性效应，减少不必要的能量损耗，其理论单模输出极限是石英光纤的100倍以上[11-17]。