在 2009 年以雙包層摻鐿3C光纖搭建放大系統來探究其放大特性[10]。該實驗得到了 250 W 的連續功率輸出和150W輸出脈沖 10 ns，脈沖能量達到0.6mJ，峰值功率60kW，放大斜率效率達到 74%。同樣，在所有功率水平下，系統輸出光斑均為單模。
2010 年，該團隊將3C光纖應用于主振蕩功率放大(MOPA)結構中來提升系統輸出功率[11]。實驗以2.7 m 長空氣包層摻鐿 3C光纖為功率放大器的增益介質，用 2.2 W 信號光激勵該光纖，實現了 511 W 的MOPA 結構功率輸出，放大器斜率效率為 70%，同時觀測到輸出光束為單頻單橫模的線偏振光，具有大于 15 dB 的消光比[1]。
2012年Michigan 大學超快光學研究中心Thomas Sosnowski等人[12]通過33/250um 3C光纖實現了257W，200kHz，8.5ns，1.2mJ脈沖；86.5uJ，575kW峰值功率脈沖，以及利用55um 3C光纖實現了41W，8.3mJ，640kW的高能量脈沖輸出。
圖6. 33/250um 3C光纖輸出257W，200kHz，8.5ns，1.2mJ脈沖
圖7. 33/250um 3C光纖輸出86.5uJ，575kW峰值功率脈沖
圖8. 55um 3C光纖實現了41W，8.3mJ，640kW的高能量脈沖輸出
2013 年，立陶宛物理科學與技術中心的 ?eludevicius[13]通過搭建飛秒光纖啁啾脈沖放大(CPA)系統來提升輸出功率，該系統中的功率放大裝置采用3C光纖為增益介質。實驗得到了 50 μJ 的脈沖能量，400 fs 的脈沖，輸出光斑為近似衍射極限，光束質量因子1.1。
圖9. 3C光纖實現飛秒脈沖放大
2018年Carnegie Mellon 大學的Jinxu Bai等人[14]用15mW，25ns，150nJ，100kHz，1064nm種子源通過兩級2.5m和3m的3C光纖放大，獲得了121.2W，單脈沖能量12mJ，峰值功率50kW，M2<1.2脈沖輸出。
圖10. 級聯3C光纖輸出高功率、高能量脈沖
2019年，Sven Hochheim等人用nLight的Yb700-34/250的3C光纖，制作了用于引力波探測的，100W單頻單模保偏光纖放大器。
圖11. 百瓦單頻單模保偏光纖放大器
以nLight Corporation出品的3C手性耦合芯光纖為例，中央芯33um，側芯3um，包層250um，1.8dB/m@920nm泵浦吸收率，可實現2mJ脈沖和300kW脈沖輸出，M2<1.15，系統運行4500小時。[15]
圖12. 33um nLight3C光纖和數值模擬模式損耗
圖13. 以nLight3C增益光纖獲得的光纖激光的光束質量
3C光纖除了能夠實現穩定的單模傳輸外，根據其特殊結構，我們預測該光纖還能夠抑制某些非線性效應。例如，利用中央纖芯基模與側芯模式選擇性耦合的特點，使基模某一偏振態耦合進側芯，這樣經反射回來的偏振態便與原偏振態相反，從而有效抑制受激布里淵散射(SBS)；經過特殊結構設計的 CCC 光纖，其透射譜具有一定范圍的波長抑制區域，將該抑制區與斯托克斯 SRS 增益譜的峰值區相重合，便能有效抑制SRS 效應[16]；同時改變波長抑制區的范圍，還能實現對摻鐿光纖激光器和放大器的波長選擇。CCC 光纖理論分析還表明其輸出光束攜帶有角動量，因此可以預見 CCC 光纖能夠實現顆粒俘獲與操縱、量子通信、量子計算和多維量子空間中的信息編碼等新型應用[17]。
四、總結及展望
總之，3C光纖的特點可總結為：
無需彎曲損耗保持良好的基模和偏振態輸出；
有效抑制脈沖功率放大過程中的非線性效應；
可實現高能量、高峰值功率的脈沖輸出。
基于以上的特性，脈沖光纖激光器的諸多光學指標可以得到較大的提升，進而滿足現如今科研與工業對品質光源提出的多方面要求。此外，3C光纖結構還可以控制非線性效應、實現量子通信等特殊功能。3C結構能夠實現的其他新型功能還有待我們的進一步研究，可以肯定的是，3C光纖無論在科學研究還是實際應用領域，都具有非常重要的意義及廣闊的發展前景。
參考文獻
趙 楠 李進延, 手性耦合纖芯光纖簡介及研究進展, 激光與光電子學進展, 51, 040003(2014)
《手性光纖模式及其耦合特性》曹雨生P2-3
N. Engheta. Modes in Chirowaveguides. Opt. Lett. 1989, 14(11): 593～596
P. Pelet and N. Engheta. The Theory of Chirowaveguides. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1990, 38(1): 90~98
N. Engheta and P. Pelet. Modes Orthogonality in Chirowaveguides. IEEE
Swan M C, Liu C H, Guertin D, et al.. 33 μm core effectively single-mode chirally-coupled-core fiber laser at 1064-nm[C]. OFC, 2008. OWU2.
6 Galvanauskas A, Swan M C, Liu C H. Effectively- single- mode large core passive and active fibers with chirallycoupled-core structures[C]. CLEO/QELS 2008, 2008.
Liu C H, Chang G, Litchinitser N, et al.. Effectively single-mode chirally-coupled core fiber[C]. Advanced Solid-State Photonics, 2007. ME2.
8 Liu C H, Chang G, Litchinister N, et al.. Chirally coupled core fibers at 1550-nm and 1064-nm for effectively singlemode core size scaling[C]. CLEO 2007, 2007. CTuBB3.
Huang S, Zhu C, Liu C H, et al.. Power scaling of CCC fiber based lasers[C]. CLEO 2009, 2009. CThGG1
Zhu C, Hu I, Ma X, et al.. Single- frequency and single- transverse mode Yb- doped CCC fiber MOPA with robust
Thomas Sosnowski, Andrey Kuznetsov, 3C Yb-doped Fiber Based High Energy and Power Pulsed Fiber Lasers. 2012
J. ?eludevi?ius, R. Danilevi?ius, Femtosecond fiber CPA system based on picosecond master oscillator and power amplifier with CCC fiber. 11 March 2013 / Vol. 21, No. 5 / OPTICS EXPRESS 5338
A Unified Approach to Achieving High Power and High Energy in Chirally Coupled-Core Ytterbium-Doped Fiber Amplifier Systems. IEEE Photonics Journal，Vol. 10, 1，1501208
Timothy S. McComb, Dennis McCal, Roger Farrow，etc，High Peak Power, Flexible Pulse Parameter, Chirally Coupled Core (3C?) Fiber Based Picosecond MOPA Systems. Proc. of SPIE Vol. 8961 896112-1
Experimental Demonstration of SRS Suppression in Chirally-Coupled-Core Fibers. Lasers, Sources, and Related Photonic Devices Technical Digest ? 2012 OSA
Ma X, Liu C H, Chang G, et al.. Angular- momentum coupled optical waves in chirally- coupled- core fibers[J]. Opt Express, 2011, 19(27): 26515-26528.