强激光与粒子束
2023, 35(9): 091004
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
基于改进的化学气相沉积（MCVD）工艺，结合溶液掺杂技术，成功制备出11 µm/125 µm掺镱保偏光纤，并研究了其激光性能。该光纤的纤芯数值孔径为0.09，双折射系数值为3.0×10-4，915 nm和976 nm处的包层吸收系数分别为2.48 dB/m和7.05 dB/m。搭建了全光纤振荡器结构测试平台，当掺镱保偏光纤长度为2.25 m、976 nm泵浦功率为57 W时，实现了最大输出功率为48.9 W、斜率效率为85.5%的激光输出，输出光谱呈洛伦兹型。
激光光学 光纤光学 光纤激光振荡器 光纤测试 掺镱保偏光纤
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
光纤激光器被广泛应用于工业加工、****等领域，其输出的激光能量分布往往呈类高斯型分布，这种光斑直径内的非均匀能量分布在应用于光刻、焊接等方面时往往会影响光斑内沿光斑直径不同位置处加工效果的一致性。因此在实际应用中，对类高斯光束进行匀化整形具有重大意义。相对于传统空间结构的光束整形方法，全光纤结构的光束整形对光纤激光器来说具有结构简单、紧凑型好等优点。通过对历年来各学者研究进展的总结，将全光纤结构的匀化整形技术归类为增加输出激光中的高阶模成分和直接改变基模的能量分布两类，并从这两种方法详细阐述了全光纤结构光束匀化整形技术的研究现状，并展望了全光纤结构光束整形技术的未来发展方向。
光纤光学 光束整形 平顶光束 光纤激光器 激光与光电子学进展
2022, 59(15): 1516021
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
2 武汉长进激光技术有限公司，湖北 武汉 430206
采用改进的化学气相沉积工艺结合溶液掺杂技术成功制备了一种低数值孔径部分掺杂纺锤形光纤。该光纤的数值孔径约为0.05，镱离子在纤芯中的掺杂直径比约为77%，光纤两端纤芯和包层的直径分别为25 μm和400 μm，中间部分纤芯和包层的直径分别为37.5 μm和600 μm。搭建976 nm双端泵浦光纤放大器，该光纤最终实现了4.188 kW 的单模激光输出，斜率效率为82.8%，最高功率下的光束质量因子约为1.3，其输出功率的继续提升受限于受激拉曼散射效应。
光纤光学 掺镱光纤 光纤设计 横向模式不稳定 受激拉曼散射 光束质量 中国激光
2022, 49(13): 1315002
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
空分复用技术被认为是未来实现光纤通信容量升级扩容的关键技术。传输距离是决定空分复用系统应用场景的关键，空分复用系统中信号的传输离不开放大器对损耗的补偿，因此，基于多芯掺铒光纤的空分复用光放大器是空分复用技术走向实用化的核心器件。本文基于改进的化学气相沉积技术结合打孔法制备了七芯掺铒光纤，并搭建了纤芯独立泵浦多芯光纤的放大系统，测试了七芯掺铒光纤的放大性能。在输入信号为0 dBm，泵浦光功率为350 mW的条件下，测得七芯掺铒光纤纤芯在C波段(1526～1566 nm)的平均增益为14 dB，平均噪声指数小于6 dB，不同纤芯间的增益差小于5 dB。
光纤光学 掺铒光纤 空分复用 多芯光纤 宽带放大
华中科技大学武汉光电国家研究中心，湖北 武汉 430074
采用稀土掺杂光纤（又称有源光纤）制成的光纤激光器和光纤放大器具有优异的光学性能，已被广泛应用于太空、核电设施及高能物理设施中。有源光纤对辐照十分敏感，当其处于上述辐照环境时易产生辐致损耗，导致光学性能迅速恶化，因此，提高有源光纤的抗辐照性能十分有必要。本文简要介绍了有源光纤在辐照环境下的应用背景以及面临的问题，并从有源光纤的辐照特性、影响辐照特性的因素和有源光纤抗辐照手段三个方面详细介绍了国内外抗辐照有源光纤的研究进展，最后对抗辐照有源光纤未来的研究趋势进行了展望。
激光光学 稀土掺杂光纤 抗辐照 色心 辐致损耗 光纤激光器 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516012
华中科技大学-武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430223
基于光纤衰减的基本定义,提出了更为精准的熔接替代法来进行掺镱光纤吸收光谱的测试。实验采用常规剪断法和熔接替代法两种方法对多种掺镱光纤样品的吸收谱形进行了测定与分析。实验结果表明,熔接替代法可以有效减少因掺镱光纤长度过长而引入的测试失真,较为准确地测量出975 nm和915 nm处的吸收峰值,且随着测试长度的缩短,上述两个波段上吸收的比值逐渐增大并接近理论上限3倍关系,为掺镱光纤吸收系数的标准化测试提供了重要依据。
掺镱光纤 吸收系数 熔接替代法 剪断法 光纤测试 光纤激光器 Yb-doped fiber absorption coefficient splicing replacement method cut back method fiber measurement fiber laser
1 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
2 华中科技大学, 武汉 430074
同带泵浦结构是使激光器单根光纤达到输出功率极限的实现方法之一。文章针对同带泵浦结构激光器开展了研究, 首先通过建立简化模型进行数值模拟, 确定了同带泵浦结构激光器的最佳泵浦波长应位于1 010～1 030 nm; 然后研制了高效率1 018 nm光纤并进行了激光性能测试和对比分析。结果表明, 通过共掺使Yb3+离子发射次峰蓝移, 能促进1 018 nm激光的输出; 增大芯包比有助于提高1 018 nm输出激光效率。
同带泵浦 1 018 nm泵浦波长 光纤激光器 tandem pumping 1 018 nm pumping wavelength fiber laser
华中科技大学武汉国家光电实验室, 湖北 武汉 430074
阐述了国内外在光子暗化效应测试、抗光子暗化性能提升及机理方面的研究工作。展示了测试的光子暗化效应对吸收光谱、特定波长附加损耗以及输出功率的影响。制备的一种新型抗光子暗化光纤,其抗光子暗化性能相对于常规掺镱光纤提升近15倍,斜率效率为81.8%。由此光纤制备的光纤激光器实现800 W功率的稳定输出,未观测到功率的衰减。
掺镱光纤 光子暗化 离子共掺 功率稳定性 高功率激光器 ytterbium fiber photo-darkening ion co-doped power stability high power laser
