中国电子科技集团有限公司第二十三研究所, 上海 201900
搭建了一个全光纤窄线宽超荧光源,经过多级功率放大后,输出功率提升至1.08 kW,最高功率时光谱的半峰全宽为0.23 nm。通过色散调控的方法,对窄线宽超荧光源进行优化。改进后的超荧光源在最高功率时,光谱的半峰全宽被压缩至0.20 nm,并且在功率放大过程中,光谱的半峰全宽不随功率展宽。所提光源应用于光谱合成系统中时,可以有效地提升合成光的光束质量。
激光器 光纤激光器 放大自发辐射 掺镱光纤放大器 光谱合成 中国激光
2021, 48(23): 2301001
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200072
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
激光相干偏振合成(CPBC)是获得高亮度线偏振激光输出的有效方法。基于此,提出一种光相位调制技术,将两路光相位差转变为幅度调制,进行光外差偏振相位探测和线性锁相控制,实现了两路同频率激光光束的相干偏振合成。理论上详细分析了光外差偏振相位探测的理论模型和线性锁相控制环路的数学模型,用于优化系统参数。锁相控制后,合成光束的输出功率为352.4 mW,偏振消光比高达17.67 dB,系统的控制带宽约为66.1 kHz,剩余相位噪声为1×10 -4 rad·Hz -1/2(1 Hz)和3×10 -6 rad·Hz -1/2(>100 Hz)。相比于其他CPBC的锁相方法,该方法对偏振消光比以及控制带宽都有明显的提升,有效地抑制了相位噪声。
激光光学 相干偏振光束合成 光外差探测 偏振相位控制 偏振消光比 光学学报
2020, 40(10): 1014002
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司, 江苏 南京 210038
保持良好光束质量的输出对实际光谱合成系统的构建至关重要。从理论上研究光纤激光阵列指向偏差对合成系统光束特性的影响, 修正了带有指向偏转角激光队列的入射光场, 结合光谱合成的光传输模型和统计学分析, 讨论了合成激光光束质量随均匀分布随机扰动的变化规律。仿真结果表明, 指向偏差对合成系统的输出特性影响显著, 当激光队列的最大偏转角仅为0.05°时, 合成系统的光束质量就会退化到(6.49±1.73)。为实现合成光束亮度的定标放大, 逐步扩展激光队列的阵列规模, 合成系统光束质量的变化会逐渐趋于稳定, 以变化稳定时的阵列规模(30路子光束)作为参考, 拟合M2因子随最大指向偏转角的变化趋势。
光谱合成 光纤激光队列 指向偏差 光束质量 spectral beam combining fiber laser array pointing deviation beam quality 红外与激光工程
2018, 47(1): 0103010
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司, 江苏 南京 210038
光谱合成技术是一种有效的突破单根光纤激光器输出极限, 得到更高亮度的激光输出的方法。介绍了一种外腔振荡式单路光源的光纤激光光谱合成方案, 相比于现行的主振荡功率放大(Master Oscillator Power-Amplifier, MOPA)式单路光源的单光栅合成方案, 具有结构紧凑、阵列规模扩展能力强的优点。对该方案进行建模, 分析了合成系统中不同波长的单路激光光源的位置关系, 并对系统中的光纤排布、转换透镜像差等因素对合成效果的影响进行了仿真计算。搭建实验系统进行了初步的实验验证, 与理论结果能够吻合。对下一代光谱合成系统的构建以及光学元件的选择具有重要的指导意义。
光谱合成 光纤激光 光纤振荡器 衍射光栅 spectral beam combining fiber laser fiber oscillator diffraction grating 红外与激光工程
2018, 47(1): 0103008
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 10049, China
3 Nanjing Institute of Advanced Laser Technology, Nanjing 210038, China
4 Nanjing Zhongke Shenguang Technology Co. Ltd., Nanjing 210038, China
Stimulated Brillouin scattering (SBS) effect is currently the major limitation for the power scaling of single-frequency/narrow linewidth fiber laser systems. A single-mode linearly polarized all-fiber amplifier system is set up to investigate SBS effect in triple-frequency high-power amplifiers. With this amplifier, up to 302 W output power with 83% slope efficiency is achieved and the SBS threshold is scaled up to 12 dB. To the best of our knowledge, this is the highest output power of multifrequency laser from a single-mode polarization maintaining fiber. Good spectral properties and high brightness make this laser source available for the application of second harmonic generation, coherent beam combining.
fiber laser and applications nonlinear optics High Power Laser Science and Engineering
2017, 5(4): 04000e31
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司, 江苏 南京 210038
受热损伤和非线性效应等因素的制约，单个光纤激光器的单模输出功率受到限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成，是实现更高功率激光输出的必然选择。介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状，给出了几类常见光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点。介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展， 并对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。
激光技术 光纤激光器 光谱合成 衍射光栅
