大模場光纖被被定義為芯直徑大于純單模光纖芯徑且僅允許一個或幾個空間傳播模式的一種光纖。

大模場光纖技術(shù)途徑

綜觀大模場光纖激光的研究情況，歸納起來，實現(xiàn)高光束質(zhì)量激光輸出的大模場光纖主要通過3 種技術(shù)途徑：光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計、模式選擇控制和模式轉(zhuǎn)換法。

基于光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計的單模輸出光纖

這一類大模場光纖主要通過改變纖芯或包層的折射率分布來實現(xiàn)直接的單模輸出。通常采用的辦法是增加光纖芯徑大小同時又降低纖芯數(shù)值孔徑以滿足單模傳輸?shù)臍w一化頻率要求，但受光纖的蒸汽沉積法加工工藝的限制，普通階躍光纖的數(shù)值孔徑很難做到0.05 以下， 相應(yīng)的單模光纖芯徑大小在17 μm 左右(對應(yīng)波長1.1 μm)。為了獲得更大芯徑的單模光纖， 有人提出將纖芯的折射率分布改用平坦模形、漸變形、復(fù)合形等分布的辦法，或者在包層中設(shè)置周期性結(jié)構(gòu)、泄漏結(jié)構(gòu)等折射率分布，通過泄漏或耦合等方式使光纖等效地實現(xiàn)基模輸出；也有人提出利用光纖加工過程中，殘余熱應(yīng)力的彈光效應(yīng)形成極低的折射率差來實現(xiàn)較大直徑的基模輸出。

基于模式控制和選擇的多模光纖

雖然通過光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以實現(xiàn)直接的單模輸出, 但這種情況下的大模場光纖數(shù)值孔徑通常比較低, 抗彎特性差。比如前面的100μm棒狀光子晶體光纖, 數(shù)值孔徑NA=0.03, 只能在保持平直的狀態(tài)下使用, 稍微的彎曲會給它帶來致命性的迫壞, 這對實際光纖激光器的應(yīng)用非常不利。而且由于受材料和光纖目前摻雜工藝的限制, 普通摻雜石英光纖纖芯的數(shù)值孔徑的最小值約為0.05, 要求更大芯徑的話必然需要多模輸出, 在很多應(yīng)用中不易滿足。為了實現(xiàn)基模的輸出, 通常需要采用模式控制和選擇的方法來盡可能地抑制高階模輸出。一般采用的控制方法有:彎曲選模、光錐選模、增益控制選模、腔鏡選模等。 

模式轉(zhuǎn)換法

S. Ramachandran 等提出的模式轉(zhuǎn)換機制，利用長周期光纖光柵和高階模光纖（HOF）來實現(xiàn)高階模與低階模之間的轉(zhuǎn)換，使光場主要以模場面積較大的高階模形式存在， 獲得了較大的模場面積( 達到2100μm^2 甚至3200μm^2)，避免了非線性效應(yīng)的影響。