深圳大学电子科学与技术学院, 深圳市激光工程重点实验室, 广东 深圳 518060
采用四级主振荡功率放大（MOPA）结构，研制了高功率全光纤掺镱皮秒光纤激光器。种子源采用基于非线性偏振旋转（NPR）效应的被动锁模光纤激光器，中心波长为1062.8 nm，重复频率为17.51 MHz，谱线宽度为5 nm，平均功率为7.14 mW。为了抑制功率放大过程中的非线性效应，通过全光纤重复频率扩展器将种子脉冲激光的重复频率提高到281.7 MHz。主功率放大级以长度为4.8 m的大模场面积掺镱双包层光纤作为增益介质。在抽运功率为60 W时，获得的最大平均输出功率为31.2 W，光光转换效率为52%。输出激光脉冲的中心波长为1063.7 nm，脉冲宽度为10.2 ps，重复频率为281.7 MHz，谱线宽度为7 nm，并对激光脉冲的时域和频域特性进行了分析。
激光器 皮秒光纤激光器 主振荡功率放大 掺镱双包层光纤 被动锁模光纤激光器 全光纤
1 四川大学 电子信息学院，成都 610065
2 河南理工大学 物理化学系，河南 焦作 454000
3 华北光电技术研究所，北京 100015
针对高功率掺镱双包层光纤激光器热效应引起的光纤损伤情况，由热传导方程，结合边界条件推导了两端泵浦情况下双包层光纤激光器光纤内的温度分布及热效应引起的应力分布，并对光纤内的温度分布和应力分布进行了数值模拟.结合模拟结果，对光纤的损伤进行了解释,分析了引起光纤热效应的主要因素.对两端泵浦情况的模拟与分析符合高功率光纤激光器的实际工作情况，这对优化高功率光纤激光器的设计有一定的参考价值.
高功率掺镱双包层光纤激光器 热效应 温度分布 应力分布 High-power Yb-doped double-clad fiber lasers Thermal effect Temperature distribution Thermal stress distribution
使用20 W/1.06 μm掺镱双包层光纤激光器作为抽运源, 抽运由300 m国产掺磷光纤和光纤光栅构成的级联拉曼谐振腔, 进行了高功率1.48 μm级联拉曼光纤激光器的实验研究。实验研究了不同反射率的输出光纤光栅对拉曼激光阈值和激光效率的影响。结果表明激光阈值随输出光纤光栅反射率的增加而减小。当使用25.7%的输出光纤光栅时, 激光器具有最大的转换效率, 在入腔抽运功率为12.1 W时, 获得了最大2.8 W/1.48 μm连续波激光输出, 相应的激光斜率效率和转换效率分别为31.3%和23.1%。通过监测1.48 μm激光的最大输出功率, 2 h内的功率波动小于5%。
激光器 拉曼激光器 国产掺磷光纤 高功率 掺镱双包层光纤激光器
1 赣南师范学院 物理与电子科学系，赣州 341000
2 江西应用技术职业学院，赣州 341000
掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器，它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点。介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景。可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器。
激光器 光纤激光器 双包层光纤激光器 掺镱双包层光纤激光器 光通信 激光加工 lasers fiber laser double-clad fiber laser Yb-doped double-clad fiber laser optical communication laser processing
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京100039
综述了近几年来在高能量输出(毫焦)、高重复频率(千赫兹)、纳秒级脉冲输出的调Q光纤双包层光纤激光器研究的最新进展，包括饱和吸收体和受激布里渊散射被动调Q、声光和电光主动调Q等，并分析各自的特点。最后讨论了国内外调Q双包层光纤激光器的研究现状和发展前景。
激光器 掺Yb双包层光纤 主动调Q 被动调Q
1 中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
2 枣庄学院,物理系,山东,枣庄,277160
3 中国科学院上海光学精密机械械研究所,上海,201800
4 烽火通信科技股份有限公司,湖北,武汉,430073
采用MCVD方法研发了掺镱双包层光纤,并对其结构特性、荧光特性和激光特性进行了测试和研究.其D形内包层尺寸为400/450μm,数值孔径为0.36,纤芯直径约为16μm,数值孔径约为0.18.荧光谱线的范围为1 000～1 140 nm,1 030 nm处的峰宽大于50 nm.采用大功率激光二极管单端泵浦6 m长的双包层光纤,在泵浦入纤功率为61 W时,获得了32 W的激光输出,斜率效率为64%.该光纤在高功率处未发现饱和现象,通过优化光纤参数与泵浦方式还可以提高转化效率和输出功率.试验表明该光纤可以取代进口光纤用作高功率激光器件。
掺镱双包层光纤 斜率效率 光纤激光器 荧光特性 Yb doped double clad fiber Slope efficiency Fiber laser Fluorescence spectrum
对脉冲泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究.采用重复频率1～10 kHz、脉宽100 μs的976 nmLDs泵浦,实现了脉宽小于10 ns的稳定激光脉冲输出.并对该激光器的动力学过程进行了分析,首次提出了在脉冲泵浦光纤激光器中产生ns脉冲是瑞利散射和受激布里渊散射共同作用的结果.
光纤激光器 脉冲泵浦 掺镱双包层光纤 瑞利散射 受激布里渊散射 Fiber laser Pulse pumped Yb-doped double-clad fiber Rayleigh scattering Stimulated Brillouin scattering
1 南开大学物理科学学院,天津,300071
2 河北师范大学物理学院,石家庄,050016
实验观测了掺Yb3+双包层光纤激光器的时域特性和光谱特性.研究了抽运功率、腔损耗对激光器工作特性的影响.研究发现,利用单镜腔结构的光纤激光器,可产生自脉动、受激布里渊散射和受激喇曼散射等非线性效应;而采用双镜腔结构可有效抑制自脉动特性,提高激光器工作的稳定性,并对实验现象进行了定性的分析.
掺Yb双包层光纤激光器 时域特性 光谱特性 抽运功率 腔损耗 Yb-doped double-clad fiber laser Temporal and spectral characteristics Pump power Cavity losses
1 西南交通大学计算机与通信工程学院,四川,成都,610031
2 电子科技大学宽带光纤传输与通信系统技术国家重点实验室,四川,成都,610054
针对高功率掺镱双包层光纤激光器(DCFL)的热效应,由热传导方程并借助速率方程模型导出温度分布的解析解,研究了泵浦方式和泵浦吸收系数对DCFL腔内温度的影响.结果表明:温度沿径向的变化与轴向相比可以忽略;采用传统端面泵浦会导致DCFL局部温度过高,实际中应使用两端对称泵浦方式;而减小泵浦吸收系数虽可改善温度特性但会降低系统的输出功率.进一步分析得出,综合采用分段泵浦方式和不均匀泵浦吸收系数可实现温度分布和输出功率的最佳匹配.
掺镱双包层光纤激光器 热效应 温度分布 热传导方程 Yb-doped double-clad fiber lasers Thermal effects Temperature distribution Thermal conductive equations
1 中国工程物理研究院,研究生部,四川,绵阳,621900
2 中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
对掺Yb3+双包层光纤激光器不同参数情况下的输出功率和增益分布进行了数值模拟,分析了一端泵浦和双端泵浦方式下输出特性的差异,激光沿光纤长度方向的分布,输出功率与光纤长度、腔镜反射率及泵浦功率的关系.结果显示:两端泵浦较一端泵浦增益更加平坦,输出功率也稍高;当泵浦光波长为975nm时,输出激光功率对光纤长度更为敏感,最佳光纤长度相对于泵浦光波长为915nm时短且转化效率高;在大功率长光纤的情况下,光纤有损耗时输出功率随输出腔镜反射率的增加单调地减小,无损耗时输出功率不随输出腔镜反射率变化.
光纤激光器 掺Yb3+双包层光纤 数值分析 Fiber laser Yb-doped double-clad fiber Numerical analysis 强激光与粒子束
2004, 16(10): 1259
