首页 > 论文 > 中国激光 > 43卷 > 6期(pp:601003--1)

1030 nm千瓦级掺镱光纤窄线宽激光放大器

1030 nm Kilowatt-Level Ytterbium-Doped Narrow Linewidth Fiber Amplifier

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摘要

基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了掺镱光纤激光放大器中心波长和增益光纤长度等因素对放大发光辐射(ASE)的影响。根据计算结果,优化了1030 nm窄线宽光纤激光放大器设计参数。采用主振荡功率放大结构,搭建了基于窄带种子源一级放大器的实验装置,使用25 μm/400 μm(纤芯直径/包层直径)掺镱光纤实现了中心波长1030 nm、3 dB线宽0.072 nm、最高功率1.01 kW的连续激光输出,光光转换效率为81%,1030 nm激光功率占比大于99%。由理论计算和实验结果可知,经过合理的优化设计,采用商用光纤可实现窄线宽1030 nm光纤激光器高功率、高效率、高信噪比输出。

Abstract

Based on the model of ytterbium-doped fiber amplifier and the effect of the central wavelength of the amplifier and the length of gain fiber on amplified spontaneous emission (ASE) is analyzed. According to the calculation results, the 1030 nm narrow linewidth fiber laser amplifier is optimized. Adopting the structure of master oscillator power amplifier (MOPA), a continuous wave (CW) laser with central wavelength of 1030 nm, 3 dB linewidth of 0.072 nm and maximum power of 1.01 kW is achieved with narrow band seed and one stage amplifier, in which 25 μm/400 μm (diameters of core/cladding) ytterbium-doped fiber is used as the gain fiber. The optical-to-optical conversion efficiency is 81%, and 1030 nm output power is more than 99% of total output power. The calculated and experimental results show that by reasonable optimization design, 1030 nm narrow linewidth CW fiber amplifier with high power, high efficiency and high signal noise ratio can be achieved.

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中图分类号:TN248.1

DOI:10.3788/cjl201643.0601003

所属栏目:激光器件与激光物理

基金项目:国家863计划

收稿日期:2016-01-29

修改稿日期:2016-02-29

网络出版日期:--

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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
柯伟伟: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北京应用物理与计算数学研究所, 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清华大学工程物理系, 北京 100084
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
彭万敬: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
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
王小军: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北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100088
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,博士研究生,助理研究员,主要从事高功率光纤激光技术方面的研究。

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