强激光与粒子束
2024, 36(1): 011001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
研制了一款输入输出均为50 μm大芯径信号光纤的高泵浦光耦合效率、高光束质量保持的(6+1)×1反向泵浦/信号合束器。利用仿真软件分析了锥区长度、拉锥比例以及玻璃管折射率对泵浦光耦合效率的影响,纤芯轴向偏移量对信号光传输效率及光束质量的影响。合束器的制作中,使用半掺氟的薄壁玻璃管提高泵浦臂性能,泵浦耦合效率大于98.5%,无主动制冷情况下温升小于10 ℃/kW。采用包层腐蚀变径技术保证信号光纤在组束过程中纤芯不变形,并通过光束质量因子反馈对准熔接,实现了高光束质量保持的合束器的研制,光束质量退化比仅为3.4%。在合束器信号光纤尾端制作包层光滤除器并熔接端帽构成一体化器件,应用于单级主振荡功率放大结构的窄线宽激光系统中,实现了4.1 kW近单模输出,拉曼抑制比为40.5 dB。
泵浦/信号合束器 高功率光纤激光 光束质量
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
光纤光栅(FBG)在高功率光纤振荡器中发挥着重要作用,既可以作为谐振腔腔镜,又可以抑制受激拉曼散射(SRS)效应。使用飞秒激光在芯径为30 μm的大模场双包层光纤(LMA-DCF)上刻写了波长为1080 nm的FBG对以及波长为1135 nm的啁啾倾斜光纤光栅(CTFBG),利用FBG对搭建了全光纤振荡器,并使用CTFBG抑制了SRS,实现了9 kW激光功率输出,斜率效率为83.4%。研究结果有利于推动高功率FBG的研制和高功率光纤振荡器的发展。
光纤光学 飞秒激光 光纤振荡器 高功率激光器 受激拉曼散射 光纤光栅
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
中国激光
2023, 50(21): 2116002
陈子伦 1,2,3李智贤 1,2,3,*王蒙 1,2,3王泽锋 1,2,3[ ... ]陈金宝 1,2,3
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
光纤无源器件是实现高功率光纤激光系统的重要组成单元,其性能指标直接决定着系统的整体性能参数。本文综述了国防科技大学高能激光研究团队在高功率光纤激光器用关键无源器件方面的最新研究进展,主要包括包层光滤除器、光纤端帽、信号泵浦合束器和信号合束器等无源器件,重点介绍了光纤激光无源器件的工艺制作流程、工艺难点和性能指标。
激光 光纤激光器 无源器件 光束质量 光学学报
2023, 43(17): 1714004
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室,湖南 长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
包层光滤除器(CPS)能将光纤中包层光滤除,保证大功率光纤激光系统的高光束质量和稳定性,是大功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件之一。本文基于分段腐蚀法,设计了一种新的可实现双向滤除的弱-强-弱CPS制备方案。在无主动制冷、激光输入功率为2051 W的情况下,分别测试了正反向输入时的CPS性能,CPS局部最高温度为31.2 ℃,温升速率为3.5 ℃/kW,滤除效率为20.1 dB。对CPS进行双向设计,可以将光纤包层中的回返光均匀滤除,进一步提升光纤激光器系统的安全性与可靠性。该研究可为大功率光纤激光系统提供重要的器件支撑。
激光器 光纤激光器 包层光滤除器 分段腐蚀 大功率 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714003
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
3 高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
基于飞秒激光刻写技术和侧面泵浦耦合技术,实现了主光路无熔接点的千瓦级一体化全光纤激光振荡器。采用飞秒激光与相位模板结合的刻写方法,在大模场双包层掺镱光纤上制备了一对光纤光栅,构成激光谐振腔,并采用拉锥-熔合法在同一根增益光纤上制备了两个侧面泵浦耦合器。以中心波长为976 nm的半导体激光器为泵浦源,获得了最大功率为1052 W、中心波长为1070 nm的激光输出,光光转换效率约为73%,光束质量因子M2约为1.8。演示了一种紧凑稳定的一体化光纤激光振荡器系统,并验证了其在实现高功率、高光束质量激光输出方面的潜力,其对高功率光纤激光技术的发展与应用具有重要的价值。
光纤光学 光纤振荡器 光纤Bragg光栅 侧面泵浦耦合器 高功率光纤激光器 光学学报
2022, 42(23): 2306002
强激光与粒子束
2022, 34(12): 121002
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,长沙 410073
在高功率光纤激光系统中,包层光滤除器能将光纤中包层光滤除以保证输出激光光束质量,光纤端帽通过对输出激光扩束降低输出光纤端面的光功率密度,从而保护光纤端面不受损坏,两者都是高功率光纤激光系统稳定运行的重要核心器件。将包层光滤除器和光纤端帽进行一体化设计,制备了一体化高功率光纤包层光滤除器和光纤端帽并分别应用于20 kW合束系统和单纤系统中,输出功率达到20 kW时,端帽的最高温度约为40 ℃,温升速率约为0.8 ℃/kW。
光纤激光器 高功率 包层光滤除器 光纤端帽 fiber laser high power cladding power stripper fiber end-cap 强激光与粒子束
2022, 34(11): 111001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
中国激光
2022, 49(13): 1316001