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 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海 201800
3 中国科学院大学材料与光电研究中心，北京 100049
中国激光
2022, 49(11): 1116001
南京邮电大学电子与光学工程学院先进光子技术实验室，江苏 南京 210023
设计出一种宽带、频率间隔可切换的多波长布里渊随机光纤激光器。该激光器具有双开腔结构，通过调节前、后向布里渊泵浦功率比，可以实现输出多波长激光在单倍与双倍布里渊频移间隔之间切换。结果显示，当拉曼泵浦功率设置为831.8 mW时，得到了44.5 nm(1528～1572.5 nm)输出带宽内共253阶双倍频移间隔(～0.176 nm)的斯托克斯线，以及42.5 nm(1532～1574.5 nm)输出带宽内共483阶单倍频移间隔(～0.088 nm)的斯托克斯线。频率间隔可切换多波长布里渊随机光纤激光器有望拓宽多波长激光器在光通信和传感等领域的应用范围。
激光器 随机激光 频率间隔可切换 受激布里渊散射 中国激光
2022, 49(11): 1101003
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 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800
基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 W,光束质量为 M2x=1.10, M2y=1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为 M2x=3.12, M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%,斜率效率为89.2%,输出激光信噪比大于45 dB。
光纤光学 光纤放大器 掺镱光纤 主振荡放大 双端抽运 高效率 中国激光
2020, 47(10): 1006001
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Research Center of Space Laser Information Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Department of Space and Command, Academy of Equipment, Beijing 101416, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430073, China
We report a 307 W 1018 nm Yb-doped fiber laser pumped by a single 976 nm laser diode. The cavity slope efficiency is up to 75.9% and the amplified spontaneous emission is suppressed by 54 dB. The beam quality of the output laser has an M2 factor of 1.17. Effective thermal management is considered to ensure the stable operation of our system. The power stability at the maximum output power level is measured during a period of 0.5 h and the power fluctuation is less than 0.8%. This architecture can be an effective high brightness pump source of core-pumping high-power fiber amplifiers.
140.3510 Lasers, fiber 140.3615 Lasers, ytterbium 140.6810 Thermal effects Chinese Optics Letters
2017, 15(7): 071407
1 上海建桥学院机电学院, 上海 201306
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
为基于反射式衍射光栅实现多波长光束阵列光谱合成, 采用自研的镀金膜反射式衍射光栅作为色散元件, 对两束波长分别为1064 nm和1080 nm的单模光纤激光束进行光谱合成, 探索了合成系统的光学结构和光束质量等方面的优化措施, 实现了合成功率为13.64 W、合成效率为91.9%及合成光束质量为1.53的高亮度输出, 并对色散面内的光束质量退化及其影响因素进行了评估。
光纤光学 光纤激光器 光谱合成 衍射光栅 光束质量
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
在基于主振荡放大结构的光纤放大器中, 窄线宽、时域稳定的种子源对抑制非线性效应和获得数千瓦窄线宽的激光输出至关重要。随机光纤激光器基于瑞利散射和拉曼增益, 在时域稳定性上独具优势, 近年来得到了广泛研究。将基于自研光纤光栅搭建的1018 nm光纤激光作为抽运源, 采用半开放腔随机激光形式输出1067.6 nm激光, 并基于窄带光栅滤波和三级放大结构, 实现了42.8 W、10.6 GHz线宽的激光输出, 线宽在放大过程中保持不变, 此光源特别适合作为数千瓦级窄线宽光纤放大器的种子源。
激光器 随机激光 分布反馈 瑞利散射 受激拉曼散射
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
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 100049, China
3 Institute of Applied Physics and Computational Mathematics, Beijing 100088, China
4 Key Laboratory of Science and Technology on High Energy Laser, CAEP, Mianyang 621900, China
A low-threshold Raman effect in a kilowatt ytterbium-doped narrowband fiber amplifier system is reported. The Raman Stokes light at 1120 nm is achieved with the total output power of only ～400 W, indicating that the Raman threshold of this kilowatt codirectional pumped continuous wave fiber amplifier is much lower than the predicted value estimated by the classic formula. To figure out the mechanism of this phenomenon, simulations based on the general stimulated Raman scattering (SRS) model are analyzed indicating that the key factor is the coupling between four-wave mixing (FWM) and SRS. The simulation results are in good agreement with our experiments.
190.0190 Nonlinear optics 140.3510 Lasers, fiber 190.5650 Raman effect 190.4380 Nonlinear optics, four-wave mixing Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 011901
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 100049, China
3 Department of Space and Command, Academy of Equipment, Beijing 101416, China
The stimulated Brillouin scattering (SBS) threshold affected by repetition rate and pulse duration in a single-frequency nanosecond pulsed fiber amplifier is studied. The experimental results demonstrate that the SBS threshold can be improved either by reducing the repetition rate or by narrowing the pulse duration; however, the average power may be limited in some cases. Otherwise, two evaluation methods for the SBS threshold in the fiber amplifier are compared and discussed, aiming to obtain a more accurate description for the SBS threshold in our single-frequency amplifier system.
140.3538 Lasers, pulsed 140.3280 Laser amplifiers 060.4370 Nonlinear optics, fibers 190.5890 Scattering, stimulated Chinese Optics Letters
2016, 14(3): 031403
工业和信息化部软件与集成电路促进中心, 北京 100038
导航系统中广泛采用激光测距确定星地间距离, 双向反射分布函数可精确描述实际物体反射光的情况, 是研究激光测距方程的有效手段。结合目标反射几何模型, 计算得到透镜各点接收目标反射光强的表达式。对目标光斑和接收透镜进行网格划分, 仿真得到透镜面元接收目标反射的光强分布和透镜接收的瞬时光强, 并讨论了平面目标的网格步长选取和计算次数。当光束从不同空间位置入射至平面目标表面时, 根据探测器-反射棱镜之间距离与接收光强的对应关系得到激光测距方程的待定参数。实测数据验证了理论计算的正确性。
北斗导航系统 双向反射分布函数 几何光学模型 网格划分 激光测距方程 beidou navigation system bidirectional reflectance distribution function geometric model of target reflection meshing laser ranging equation
