1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
啁啾倾斜光纤布拉格光栅（CTFBG）是高功率光纤激光系统中抑制受激拉曼散射（SRS）的关键器件。使用飞秒激光在50 μm/400 μm光纤上研制了可承受10 kW激光功率的CTFBG。CTFBG插入损耗为0.03 dB，制冷后的功率温升系数仅为2.4 ℃/kW，验证了飞秒激光刻写的CTFBG具有优异的功率承受能力。
光纤光学 飞秒激光 高功率光纤激光器 受激拉曼散射 光纤布拉格光栅 啁啾倾斜光纤布拉格光栅
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
啁啾倾斜光纤光栅（CTFBG）是高功率光纤激光系统中拉曼光滤除的重要器件。采用飞秒激光级联刻写的方式，在大模场面积双包层光纤（LMA-DCF）中制备了一个带宽约为15.2 nm、滤除深度大于20 dB的CTFBG，将其置于1080 nm高功率光纤激光长距离传输系统的输出端，实现了光谱无拉曼输出，明显提高了输出激光纯度，插入损耗约为0.3 dB，光束质量无明显变化。所提出的利用飞秒激光制备宽带CTFBG的方法可有效滤除光谱中的拉曼光，对CTFBG的研制与应用有重要意义。
光栅 飞秒激光 高功率激光器 受激拉曼散射 光纤光栅 啁啾倾斜光纤光栅 光学学报
2023, 43(10): 1036001
1 国防科技大学前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
啁啾倾斜布拉格光纤光栅（CTFBG）在高功率光纤激光器的受激拉曼散射（SRS）抑制中有重要的应用。利用飞秒激光在纤芯/包层直径为20/400 μm的大模场面积双包层光纤（LMA-DCF）中刻写出不同角度的CTFBG，其最大滤除深度约为15 dB，最大滤除宽度约为8.9 nm。飞秒激光刻写CTFBG可以显著缩短制备周期，对推动CTFBG的研制与发展具有重要意义。
光栅 飞秒激光 光纤光栅 啁啾倾斜布拉格光纤光栅
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
Author Affiliations
Abstract
1 MIIT Key Laboratory of Advanced Solid Laser, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
2 School of Electronic Engineering and Optoelectronic Technology, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
Suppression of stimulated Raman scattering (SRS) by means of chirped and tilted fiber Bragg gratings (CTFBGs) has become a key topic. However, research on high-power systems is still lacking due to two problems. Firstly, after the inscription, there are a large number of hydroxyl compounds and hydrogen molecules in CTFBGs that cause significant heating due to their strong infrared absorption. Secondly, CTFBGs can couple Stokes light from the core to the cladding and the coating, which causes serious heating in the coating of the CTFBG. Aimed at overcoming these bottlenecks, a process that combines constant-low-temperature and variable-high-temperature annealing is used to reduce the thermal slope of the CTFBG. Also, a segmented-corrosion cladding power stripping technology is used on the CTFBG to remove the Stokes light which is coupled to the cladding, which solves the problem of overheating in the coating of the CTFBG. Thereby, a CTFBG with both a kilowatt-level power-carrying load and the ability to suppress SRS in a fiber laser has been developed. Further, we establish a kW-level CW oscillator to test the CTFBG. Experimental results demonstrate that the power-carrying load of the CTFBG is close to 1 kW, the thermal slope is lower than $0.015\,^{\circ }\text{C}/\text{W}$, and the SRS suppression ratio is nearly 23 dB.
chirped and tilted fiber Bragg gratings fiber optics components high-power fiber laser stimulated Raman scattering High Power Laser Science and Engineering
2019, 7(2): 02000e31
1 集成光电子学国家重点联合实验室, 吉林大学电子科学与工程学院, 吉林 长春 130012
2 中国石油集团渤海钻探工程有限公司博士后科研工作站, 天津 300457
3 空军第62团, 黑龙江 齐齐哈尔 161000
报道了一种利用飞秒激光微纳加工技术在非敏化单模光纤中制备的高阶倾斜光纤Bragg光栅（HO-TFBG）。倾斜折射率调制是将聚焦的飞秒激光穿过高阶相位掩模板，并扫描曝光倾斜放置的光纤实现的，其覆盖了全部纤芯和部分包层。该单一HO-TFBG在1200~1700 nm波长范围内可形成三组与高阶Bragg谐振相对应的“包层模式谐振系列”。因此，其携带的信息量远高于紫外倾斜光纤Bragg光栅(UV-TFBG)，其功能性更佳，尤其适用于多传感参数的监控。研究了HO-TFBG的折射率、轴向应变和温度等传感特性。此外，该器件兼具飞秒激光诱导光栅结构的高温稳定性，其在苛刻环境中的化学和物理传感具有潜力。
光纤光学 倾斜光纤Bragg光栅 飞秒激光 相位掩模法 光纤传感
