1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室, 上海 201800
基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响。结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计。基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 W,光束质量为 M2x=1.10, M2y=1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为 M2x=3.12, M2y=3.18。放大级最大光-光转换效率为87.9%,斜率效率为89.2%,输出激光信噪比大于45 dB。
光纤光学 光纤放大器 掺镱光纤 主振荡放大 双端抽运 高效率 中国激光
2020, 47(10): 1006001
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽光子器件与材料重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
为了降低主振荡放大激光器(Master oscillator power amplifier, MOPA)光纤激光器驱动系统的热耗散、 提高其电光效率和单脉冲输出能量,提出了一种风冷恒温运行技术和智能程控电源方法。基于驱动电源的总体设计目标,从制冷方式、 制冷器件的选择等方面进行了研究,实现了对整个激光器系统温度的精确控制,系统运行温度误差为±0.5 ℃。研究了放大抽运源激光输出能量、 输入电压随输入电流的关系,实现了抽运源恒流驱动电流大于 10 A,脉冲驱动电流大于20 A的设计要求。实验结果对MOPA 光纤激光器的优化设计具有重要的参考作用。
激光技术 主振荡放大激光器 驱动电源 高效 程控 laser techniques master oscillator power amplifier driver power high efficiency programme control
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心， 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室， 上海 201800
基于自主研发的大模场增益光纤和无源器件，采用双端抽运技术，搭建了一台全国产化10 kW 光纤激光器，实现了非线性效应抑制。该激光器的功率放大器的输出功率达到10.14 kW，中心波长为1070.36 nm，3 dB光谱带宽为5.32 nm。其主放大级最大光-光转换效率为87.8%，斜率效率为89.2%，成为目前国内报道的效率最高的10 kW级光纤激光器。
激光器 掺镱光纤 主振荡放大 高效率
1 上海交通大学 物理与天文系 激光等离子体实验室，上海 200240
2 上海交通大学 IFSA协同创新中心，上海 200240
以单脉冲能量更高的孤子激光器为种子源，通过主振荡放大技术，获得了2 μm波段的高功率、皮秒脉冲激光器.该种子源是一个被动锁模的光纤激光器，通过优化、管理激光器谐振腔内的色散，获得了脉冲宽度为50 ps、重复频率为55.6 MHz、谱宽约为21 nm的高能量孤子脉冲输出.利用单模光纤在2 μm波段的负啁啾色散特性，在进行功率放大之前将作为种子源的激光脉冲宽度展宽至600 ps.最后，经过两级放大之后，获得平均功率约23 W、脉宽为660 ps的激光输出.利用光栅对，对放大后的激光脉冲进行压缩，经测试压缩后的脉冲宽度约为0.9 ps.
色散补偿 高能量 孤子种子源 主振荡放大 高功率 皮秒 掺铥 光纤激光器 Dispersion compensation High energy Soliton seed MOPA High power Picosecond Thulium-doped Fiber laser 光子学报
2016, 45(10): 1023001
浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
报道了一种利用球差补偿效应提高侧面泵浦主振荡功率放大器输出光束质量的实验装置。在理论上提出了一种新的球差补偿方法,利用正球差经过会聚透镜焦点后向负球差转化的现象,补偿下一放大级中的正球差效应。在实验上搭建了两级放大的侧面泵浦Nd:YAG主振荡功率放大器。在连续输出的情况下,从振荡级输出功率为42 W、光束质量因子为1.48的种子光,经过一级放大后的功率为74 W,光束质量因子恶化为1.80;继续经过二级放大后,光束质量因子提高为1.40。实验结果表明,所提出的球差补偿理论是提高激光放大过程中光束质量的有效手段。
侧面泵浦激光器 主振荡-放大系统 球差补偿效应 光束质量 side-pumped lasers master oscillator power amplifier spherical aberration compensation beam quality 强激光与粒子束
2014, 26(9): 091023
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 中国电子科技集团公司第四十六研究所, 天津 300220
以单模1064 nm 激光二极管(LD)光纤级联放大构成的全光纤化模块为种子光源, 以国产大模场面积(LMA)双包层掺镱光纤为放大器, 构成了高重复频率纳秒脉冲主振荡功率放大(MOPA)系统。实现了平均功率为59 W的脉冲放大激光输出, 中心波长1064 nm, 脉冲宽度22.7 ns(重复频率50 kHz时), 重复频率50～150 kHz连续可调。实验研究了激光脉冲的时域和光谱特性, 分析了光纤功率放大对激光脉冲波形的影响。
激光技术 光纤激光器 大模场面积光纤 主振荡放大 高重复频率
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
A narrow-linewidth master-oscillator fiber power amplifier system was presented, in which an ultrastable, continuous-wave, single-frequency laser was adopted as the master oscillator and a China-made Yb-doped large-mode-area fiber was used as the power amplifier medium. The system generates single-frequency radiation up to 7.3 W at 1064-nm wavelength with 39% slope efficiency and 26% optical-optical power conversion efficiency. The spectral characteristics as well as the suppression of amplified spontaneous emission were discussed in detail.
单频光纤放大器 国产掺Yb双包层光纤 主振荡放大(MOPA) 060.2320 Fiber optics amplifiers and oscillators 140.3280 Laser amplifiers Chinese Optics Letters
2007, 5(6): 322
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
高功率双包层光纤放大器在光纤传感、光纤通讯、光谱测量和惯性约束聚变等领域有广泛应用。介绍了两种获得放大激光输出的高功率双包层光纤放大器：单频双包层光纤放大器和脉冲双包层光纤放大器。分析了它们的工作原理及关键技术，并对国内外近期进展作了综述。
脉冲光纤放大器 单频光纤放大器 双包层光纤 主振荡放大(MOPA)
中国科学院上海光学精密机械研究所,上海,201800
对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟.分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果.
激光技术 脉冲光纤激光器 双包层光纤 主振荡-放大(MOPA) laser techniques pulsed fiber laser double cladding fiber master-oscillator power amplifier （MOPA）
