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1.06kW13GHz线宽全光纤激光器

1.06kW 13GHz linewidth all fiber laser

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摘要

分析了高功率光纤激光器中受激布里渊散射(SBS)效应的抑制方法.研究表明,利用宽带噪声源高速相位调制展宽光谱的方法对于抑制SBS十分有效,可实现kW级用于光谱组束的数10 GHz高功率光纤激光子束.通过理论计算线宽与SBS阈值的关系,并分析噪声相位调制各参数对SBS阈值提升的影响,优化了光纤激光器设计参数.通过宽带噪声高速相位调制的方法,展宽单频种子源线宽至13 GHz,通过两级预放大至10 W后,使用20/400 μm掺Yb光纤最终实现了中心波长1064 nm、线宽13 GHz、最高功率1.06 kW的激光输出,光束质量M2<1.2,光-光转换效率86%,实验过程未观测到模式不稳定性现象.进一步扩宽噪声源频带,加大调制深度,有望实现更高功率的窄线宽光纤激光输出.

Abstract

The suppression methods of stimulated Brillouin scattering(SBS) in high power fiber laser are analyzed.The results indicate broadening the spectrum with high speed phase modulation is one of the most effective ways to suppress SBS.With a broadband noise generator,kW level several 10 GHz linewidth fiber lasers,which are suitable for spectral beam combining,can be easily developed.On purpose of optimizing the parameters of the fiber laser,we calculate the relationship between the laser linewidth and the SBS threshold.At the same time,the effect of noise modulation parameters on spectral broadening is analyzed by numerical calculation.By broadband noise high speed phase modulation,the linewidth of the seed is broadened to 13 GHz.With a two-stage amplifying,the power is enhanced to 10 W.A 20/400 μm commercial Yb-doped fiber is used in the final stage amplifier,which convinces central wavelength 1064 nm,linewidth 13 GHz,maximum power 1.06 kW fiber laser.The M2 is better than 1.2 and the O-O efficiency is 86%.During the whole experimental process,the mode instability is not observed.By broadening the bandwidth of the noise generator or enhancing the modulation depth,a higher power narrow linewidth fiber laser can be expected.

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补充资料

中图分类号:TN248.1

DOI:10.11884/hplpb201527.071013

所属栏目:高功率激光与光学

基金项目:国家高技术发展计划项目

收稿日期:2015-04-22

修改稿日期:2015-05-24

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

孙殷宏:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
冯昱骏:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900清华大学 工程物理系, 北京 100084
李腾龙:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
王岩山:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
马毅:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
唐淳:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
张凯:中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室, 四川 绵阳 621900

联系人作者:孙殷宏(sunyinhong@caep.cn)

备注:孙殷宏(1983-),男,助理研究员,博士研究生,从事高功率光纤激光技术研究.

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引用该论文

Sun Yinhong,Feng Yujun,Li Tenglong,Wang Yanshan,Ma Yi,Tang Chun,Zhang Kai. 1.06kW 13GHz linewidth all fiber laser[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2015, 27(7): 071013

孙殷宏,冯昱骏,李腾龙,王岩山,马毅,唐淳,张凯. 1.06kW13GHz线宽全光纤激光器[J]. 强激光与粒子束, 2015, 27(7): 071013

被引情况

【1】马毅,颜宏,孙殷宏,彭万敬,李建民,王树峰,李腾龙,王岩山,唐淳,张凯. 基于双光栅的光纤激光光谱合成关键技术研究进展(特邀). 红外与激光工程, 2018, 47(1): 103002--1

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