下一代光纤的设计与制造

高功率光纤激光器（HPFLs）最初在南安普顿大学开发，现已发展到令人难以置信的程度。在过去的20年中，输出功率增加了4个数量级以上，单束功率达到10kW。它们广泛应用于最先进的生产线中，用于切割、焊接、3D打印和标记从玻璃到钢的各种材料。然而，我们现在已接近单光纤激光器所能产生的最大功率。为了继续增加功率，必须找到新的解决方案。正如现代计算机包含大量处理器核心而不是单个高速核心一样，HPFLs的未来在于多光纤激光器的组合。大量光纤激光器的成功组合将彻底改变制造业。这一突破将能够控制所有光特性，例如：波长、偏振、强度、相位。这将实现动态可重构结构光的创建，根据具体应用“即时”改变。这种“数字光纤激光器”不仅将使英国成为一个更繁荣的国家，还将使我们能够：防御恶意无人机、建造下一代高效紧凑的粒子加速器、清理太空碎片、处理核废料。总而言之，使世界变得更好、更清洁、更绿色、更安全。南安普顿大学最近获得了600万英镑的资助，以解决创建“数字光纤激光器”相关的挑战，您将成为这项团队努力的一部分。您将专注于制造下一代光纤和新型材料，以克服当前HPFLs的局限性，并提供满足下一代高功率光纤激光器严格要求的被动和主动二氧化硅光纤。新材料是关键，因为在光子学中，您很少能得到您想要的材料，因此新颖的性能和增强的功能通常需要开发新的或进一步优化的材料。您将对新型光纤材料和几何结构进行基础研究，重点是实现接近量子极限的效率和低光致变暗，探索具有低声光和热光系数的新材料组合和光纤结构，并展示制造保偏光纤的新方法。为了克服这些局限性，您将利用我们最近开发的新型化学气相沉积技术，在我们最先进的洁净室中制造具有复杂稀土掺杂剖面的多层预制棒。

南安普顿大学作为全球高等教育的标杆性机构，其下一代光纤的设计与制造项目依托学校在工程与技术领域的深厚学术传统与实践经验，致力于培养学生的系统性电气与电子工程分析能力。