对940nm半导体激光器泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究。在双端泵浦下,采用两种不同的腔结构对光纤激光器的输出特性进行研究。以光纤两端面构成平-平(F-P)腔获得了总功率为10.1W的连续激光输出,斜效率达40.5％,输出激光的光谱范围为1092~1103nm;以二色镜和光纤反馈端面构成平-平腔,获得单端输出功率为6.42W的连续激光输出,输出激光的光谱范围为1091～1105nm,在此输出功率下测得功率不稳定度为1.6％(RMS)。

从速率方程出发, 得出准三能级掺镱光纤激光器的输出功率、斜率效率、抽运阈值功率和最佳光纤长度的表达式, 并理论分析了掺镱光纤激光器中的准三能级和四能级增益关系, 为抑制四能级起振和确定光纤长度范围提供理论依据。实验中采用光纤端面直接作为腔镜的平平腔结构, 当光纤长度为36.5 cm时, 入纤抽运光功率为2 W时, 最终获得两端总输出功率为1.32 W的980 nm单模激光输出, 总斜率效率达到75.3%, 实验结果与理论数值模拟结果相符, 对应的光光转换效率为66%(从入纤946 nm抽运光到980 nm激光输出)。另外, 980 nm激光经过BIBO晶体倍频后得到总功率为15 mW的490.8 nm蓝绿光输出, 倍频转换效率为1.1%。