高功率非对称泵浦耦合器是高功率连续光纤激光器的关键无源光器件，它可以将多路泵浦光高效率地耦合进主光纤中，从而为光纤激光器提供所需的泵浦光功率，但已有双波导耦合理论并不能直接应用于该型耦合器的研究。为解决这一问题，在双波导定向耦合器的不完全耦合理论基础上，针对高功率泵浦耦合器非对称的特点，将其耦合系数和光功率方程组做了进一步推导，并进行了数值仿真，研究结果表明：两光纤中的光功率按照一定周期变化，当泵浦光纤的锥角在1°~1.5°之间时，可以获得97%以上的最佳耦合效率，且与其对应耦合长度的局部变化对耦合效率的影响较小。该研究结果对高功率非对称泵浦耦合器的设计及制作均具有指导意义。
泵浦耦合器 高功率 非对称 理论模型 pump combiner high power asymmetry theoretical model 红外与激光工程
2016, 45(1): 0105004
1 哈尔滨工业大学 可调谐气体激光技术国家级重点实验室，哈尔滨 150001
2 杭州应用声学所 声纳技术国防科技重点实验室，杭州 310012
全光纤化掺铥光纤激光器作为光学参量振荡器的泵浦源，可以实现3~5 μm激光输出，在激光雷达和光电对抗领域有着极为重要的应用前景.本文运用全国产化的泵浦光耦合器和双包层掺铥光纤实现了全光纤化掺铥光纤激光器.该光纤激光器采用自制的光纤布喇格光栅作为反射腔镜，增益光纤采用水冷的方式.光纤布喇格光栅通过45 fs、800 nm的飞秒脉冲光和相位掩模板直接在双包层掺铥光纤上刻蚀得到，泵浦光通过泵浦光耦合器的一端耦合进入增益光纤，产生的激光由泵浦光耦合器的另一端输出.输出激光的最高功率达到22.2 W，激光波长为1.96 μm，斜率效率约为37%，激光线宽为72.4 pm.
全光纤化掺铥光纤激光器 泵浦耦合器 光纤布喇格光栅 飞秒激光 All-fiber Tm-doped laser Pump combiner FBG Femtosecond
