Hongye Li 1,2Xin Tian 1,2Hao Li 1,2Baiyi Wu 1,2[ ... ]Jinbao Chen 1
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
We fabricate a pair of fiber Bragg gratings (FBGs) by a visible femtosecond laser phase mask scanning technique on passive large-mode-area double-cladding fibers for multi-kilowatt fiber oscillators. The bandwidth of high-reflection (HR) and low-reflection (LR) FBG is 1.6 nm and 0.3 nm, respectively. The reflection of the HR-FBG is higher than 99%, and that of the LR-FBG is about 10%. A bidirectional pumped all-fiber oscillator is constructed using this pair of FBGs, a record output power of 5027 W located in the signal core is achieved with a slope efficiency of 82.1%, and the beam quality factor M2 is measured to be 1.6 at the maximum power. The FBGs are simply fixed on a water cooling plate without a special package, and the thermal efficiency of the HR-FBG and the LR-FBG is 2.76°C/kW and 1°C/kW, respectively. Our research provides an effective solution for robust high-power all-fiber laser oscillators.
fiber optics fiber lasers fiber Bragg gratings 
Chinese Optics Letters
2023, 21(2): 021404
李昊 1,2李宏业 1,2李智贤 1,2田鑫 1,2[ ... ]陈金宝 1,2,3
作者单位
摘要
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
李宏业 1,2田鑫 1,2李昊 1,2武柏屹 1,2,3[ ... ]王泽锋 1,2,3,**
作者单位
摘要
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
中国激光
2022, 49(6): 0616001
李宏业 1,2武柏屹 1,2,3,*王蒙 1,2,3,**赵晓帆 1,3[ ... ]王泽锋 1,2,3,***
作者单位
摘要
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
采用飞秒激光相位模板动态刻写技术,在非载氢大模场双包层光纤(纤芯直径/内包层直径为20 μm/ 400 μm)上制备了中心波长约为1080 nm的光纤布拉格光栅对。高反射光纤布拉格光栅的反射率大于99%,低反射光纤布拉格光栅的反射率约为10%。利用这对光纤布拉格光栅搭建了高功率全光纤激光振荡器,实现了3.2 kW近单模激光输出,光束质量( M2)约为1.28,斜率效率约为77.9%。这是国内飞秒激光刻写的光纤布拉格光栅首次实现千瓦级以上的激光输出,研究结果对高功率光纤布拉格光栅的制备和高功率光纤振荡器的发展都有重要的意义。
光纤光学 飞秒激光 光纤布拉格光栅 高功率光纤振荡器 
中国激光
2022, 49(3): 0315002
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
Side pumping combiners are widely used in fiber laser schemes for their high coupling efficiency, low insertion loss, and multi-point pumping capability. However, side pumping combiners perform differently in coupling efficiency when pumping with a laser diode (LD) and a high-brightness 1018 nm Yb-doped fiber laser (YDFL). In this paper, for the first time, to the best of our knowledge, we investigated the different parameters to fabricate the (2+1)×1 combiner with high coupling efficiency when pumping with an LD and a YDFL, respectively. After optimization, the maximum coupled pump power from one single-pump port of the combiner was 1200 W and 2730 W when pumping with a LD and a YDFL, respectively.
side pumping fiber laser fiber combiner 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021401
胡琪浩 1,2赵晓帆 1,2田鑫 1,2李宏业 1,2[ ... ]许晓军 1,2,3
作者单位
摘要
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
受激拉曼散射(SRS)是制约高功率光纤激光器功率提升和系统稳定性的重要因素,如何有效滤除和抑制SRS是需要解决的关键问题。长周期光纤光栅(LPFG)可将特定波长的纤芯模耦合到包层模实现宽带滤波,有效滤除SRS产生的Stokes光。首次采用CO2激光结合振镜扫描的方法在双包层光纤上制备了LPFG,用于高功率光纤振荡器输出激光中拉曼信号的滤除和抑制,取得了较好的实验效果,Stokes光的滤除率大于15 dB,大大提升了输出激光的纯度和系统的稳定性。采用的制备方法对纤芯几乎不产生影响,理论上具有极低的信号光传输损耗,在高功率光纤激光系统中有重要的应用价值。
光纤光学 长周期光纤光栅 光纤激光器 受激拉曼散射 非线性光学 
光学学报
2021, 41(18): 1806003
作者单位
摘要
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
光纤光栅具有抗电磁干扰、耐腐蚀、可塑性强、体积小、质量轻、与光纤系统天然兼容等特点,已被广泛应用于光纤传感、光纤通信、光纤激光器等领域,并发挥了重要作用。目前,常见的光纤光栅制作方法主要有紫外曝光法、CO2激光刻写和飞秒激光刻写。飞秒激光刻写技术的出现大大简化了光纤光栅制作流程,由于其成栅机理不同于常见的紫外曝光法,无需对光纤进行载氢处理,非常有利于在超大芯径光纤上制备高性能光栅。根据是否使用相位模板,基于飞秒的光栅制备总体分为直写和相位模板辅助刻写两种方式。本文从刻写方式的角度对国内外基于飞秒激光的光纤光栅研制情况进行了全面综述,详细总结分析了各种刻写方式的特点与光栅的应用场合,指出其在分布式光纤传感、光纤通信波分复用、多波长激光器、大功率光纤激光器等方面具有潜在的重要应用价值和广泛应用前景。
激光器 光纤光栅 光纤传感器 光纤激光器 光纤通信 飞秒激光 
激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111420
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
4 Tianjin Navigation Instruments Research Institute, Tianjin 300131, China
We propose here a novel method for position fixing in the micron scale by combining the convolutional neural network (CNN) architecture and speckle patterns generated in a multimode fiber. By varying the splice offset between a single mode fiber and a multimode fiber, speckles with different patterns can be generated at the output of the multimode fiber. The CNN is utilized to learn these specklegrams and then predict the offset coordinate. Simulation results show that predicted positions with the precision of 2 μm account for 98.55%. This work provides a potential high-precision two-dimensional positioning method.
fiber optics fiber optics sensors fiber optics imaging 
Chinese Optics Letters
2020, 18(5): 050602
Author Affiliations
Abstract
Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
We demonstrate an ultra-narrow-band optical filter based on a hybrid-microsphere consisting of a coated SiO2 microsphere. As compared to the SiO2 microsphere, the hybrid-microsphere produces a quality factor of >108, a transmission spectrum bandwidth of <1 pm, and an increased side-mode suppression ratio. The microsphere surface roughness and whispering gallery mode (WGM) transmission spectra are measured experimentally. A 0.01 nm bandwidth, single-wavelength fiber laser output is achieved with a tunable wavelength, using the SiO2 microsphere as the mode selector. The optical field distribution and WGM transmission spectrum of the hybrid-microsphere with different coating parameters are theoretically investigated by the finite-difference time-domain method.
230.5750 Resonators 060.3510 Lasers, fiber 140.3945 Microcavities 140.4780 Optical resonators 
Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 112302
作者单位
摘要
南京邮电大学, 南京 210023
以实现柱矢量光横向选模为目标, 研究了非均匀折射率分布的少模光纤的光学特性。利用有限元法分析了U型折射率分布和弯曲少模光纤的模场特性: 前者结合1 550 nm泵浦光可支持LP11模式并抑制LP01模式; 后者包括二模光纤和四模光纤, 当二者弯曲半径分别为4和2 cm时, 仅支持LP01和LP11模式。结合理论和实验研究了四模和二模FBG(光纤布拉格光栅), 对于二模FBG, 当透射波长位于1 549.79 nm附近时, 可获得呈两瓣分布的LP11模式; 对于四模FBG, 其反射谱峰值波长个数随尾纤弯曲半径的减小而减少。相关结果对于柱矢量光的产生和应用具有重要的理论和实践意义。
少模光纤 柱矢量光 非均匀折射率 少模光纤布拉格光栅 透射谱 few-mode fiber cylindrical vector beam non-uniform refractive index few-mode fiber Bragg grating transmission spectrum 
光通信研究
2016, 42(5): 46

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