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
奚小明 1,2,3王蒙 1,2,3田鑫 1,2,3赵晓帆 1,2,3[ ... ]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
高功率窄线宽光纤激光器在非线性频率转换、光谱合成以及相干合成等领域具有广阔的应用前景。本文将自研的窄线宽振荡器作为种子,采用单级主振荡功率放大(MOPA)技术,实现了6.02 kW窄谱激光输出。在最高功率时,信号光的中心波长为1079.26 nm,3 dB带宽约为0.36 nm,10 dB带宽约为1.47 nm,放大级对应的光-光转换效率约为85.7%,光束质量M2约为2.7。据查,这是目前公开报道的窄线宽光纤激光器的单纤最高输出功率。本研究对于高功率窄线宽光纤激光的发展和研究具有重要的指导意义。
激光器 高功率 窄线宽 主振荡功率放大 
中国激光
2022, 49(11): 1115001
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
王蒙 1,2,3,*田鑫 1,2赵晓帆 1,3叶云 1,2[ ... ]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
啁啾倾斜光纤光栅(CTFBG)在高功率光纤激光受激拉曼散射抑制中有重要的应用。在25 μm/400 μm光纤上研制了可承受4.35 kW激光功率的CTFBG,这是目前国内外已报道的最高功率水平。CTFBG的插入损耗小于0.3 dB,最高功率下的温升仅为7.5 ℃,温升系数约为1.72 ℃/kW,表明其具有承受更高激光功率的能力。
激光器 光纤激光器 受激拉曼散射 光纤光栅 啁啾倾斜光纤光栅 
中国激光
2022, 49(6): 0615001
王蒙 1,2田鑫 1,2赵晓帆 1,2饶斌裕 1,2[ ... ]王泽锋 1,2,**
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
中国激光
2022, 49(4): 0416002
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
作者单位
摘要
1 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
4 黑龙江大学核科学与技术学院, 黑龙江 哈尔滨 150080
硬X射线调制望远镜是我国第一颗X射线天文卫星, 其载荷低能X射线望远镜采用了SCD型探测器CCD236, 主要对能量在0.7~13.0 keV的软X射线光子进行观测。 卫星发射前, 需要对探测器进行详细的性能标定, 其中包括能量响应矩阵的标定。 能量响应矩阵是能谱分析的关键。 CCD236探测器输出能谱并不是观测光源的真实发射谱, 而是发射谱与探测器能量响应矩阵的卷积结果。 一般可以通过直接反卷积的方法还原光源的真实能谱。 解谱过程可以看作是一维成像问题, 利用能量响应矩阵与输出能谱进行反卷积解谱。 常用的反卷积算法为Lucy-Richardson迭代算法, 其利用条件几率的贝氏定理反复进行运算, 进而对输出能谱进行反解, 得到观测光源的真实发射能谱。 通过能量响应矩阵对CCD236探测器的55Fe测量能谱进行解谱。 经过解谱, 能谱的能量分辨从144.3 eV提升到了65.6 eV@5.9 keV, 连续谱成分被明显地抑制, 提高了能谱的峰背比。 反解能谱由两个半峰全宽很小的(<70.0 eV)高斯峰组成, 两成分的强度比为8.4, 能够很好地表征真实发射谱的结构。 利用这种方法可对材料X射线荧光谱进行解谱, 还原材料的荧光谱, 提高能谱的能量分辨。 反解结果中主要元素各类荧光线通过解谱彼此独立, 能谱峰背比很高, 可以很好地用于X射线荧光分析中, 提高荧光谱的质量。
X射线探测器CCD236 Lucy-Richardson迭代 X射线荧光分析 X-ray detector CCD236 Lucy-Richardson iterative method X-ray fluorescence analysis 
光谱学与光谱分析
2021, 41(9): 2823
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
田鑫 1赵晓帆 1王蒙 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
当前窄线宽光纤激光器的输出功率已经达到数千瓦,但是受激布里渊散射(SBS)仍然是制约其功率提升和系统稳定性的主要因素。基于倾斜光纤Bragg光栅(TFBG)对SBS产生的后向斯托克斯(Stokes)光的滤波作用,实验验证了TFBG对SBS的抑制作用。将经优化设计并制备的倾斜光纤光栅置于单模光纤放大器和一段长150 m的单模传能光纤之间,发现后向传输的Stokes光的滤除率接近10 dB,同时观测到了明显的SBS阈值提升,阈值约为不加TFBG时的1.25倍,前向输出的信号功率提升了约20%。该研究对于高功率窄线宽全光纤激光器的功率提升具有积极的作用,同时在光纤通信和光纤传感中也有潜在的应用价值。
光纤光学 光纤布拉格光栅 倾斜光纤布拉格光栅 光纤激光器 受激布里渊散射 
光学学报
2020, 40(17): 1706001

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