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 西北核技术研究所激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
对793 nm、1.6 μm和1.9 μm三种不同泵浦波段下千瓦级掺铥光纤激光器的输出特性开展了数值模拟研究。在1 kW输出功率下，对不同泵浦波段的输出效率和热特性进行了对比分析。结果表明，在793 nm泵浦下，受益于交叉弛豫过程，量子效率可超过100%，但是其整体斜率效率依然不高，导致激光器产热严重，废热与输出功率比达80.8%，光纤端面温度也相对较高。在同带泵浦下，激光器效率得到明显提升，尤其是在1.9 μm同带泵浦下，激光器斜率效率达90%以上，废热也得到显著抑制，使用低掺杂光纤时，增益光纤温度整体在50 ℃以内。对同带泵浦下掺铥光纤激光器的功率提升开展了初步估算和数值模拟，估算表明在同带泵浦下，掺铥光纤激光器的功率提升主要受限于受激布里渊散射、模式不稳定、外包层损伤以及光损伤等四个因素。数值模拟结果表明，同带泵浦下热载显著降低，掺铥光纤激光器的功率提升不会受到模式不稳定的影响，而外包层损伤和受激布里渊散射成为主要的限制因素。对于1.6 μm和1.9 μm同带泵浦，在25 μm芯径尺寸下，激光器最高输出功率可分别达5.9 kW和12.7 kW。
王小林 1,2,3,*张汉伟 1,2,3杨保来 1,2,3奚小明 1,2,3[ ... ]陈金宝 1,2,3
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
近年来,高功率掺镱光纤振荡器的输出功率和光束质量不断提升,在工业、科研等领域得到了越来越广泛的应用。目前,多模掺镱光纤振荡器的输出功率已经突破17.5 kW,近单模光纤振荡器输出功率已经突破8 kW。本文对掺镱光纤振荡器在科研和工业领域的研究现状进行详细介绍,分析掺镱光纤振荡器未来的发展趋势;对进一步提升掺镱光纤振荡器功率和光束质量的各项关键技术进行剖析,给出了万瓦级近单模高功率掺镱光纤振荡器的技术方案,以期为更高功率光纤振荡器的发展提供技术参考。
光纤激光器 光纤振荡器 非线性效应 模式不稳定性 功率提升
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
针对半导体抽运的掺镱光纤激光器功率进一步提升面临的主要问题，分析了级联抽运方案在实现更高功率输出方面的优势和不足。简要回顾了光纤级联抽运技术的发展历程，重点介绍了掺镱光纤激光级联抽运的关键技术、研究现状和最新进展。针对级联抽运面临的抽运吸收和非线性效应问题，分析了下一步的研究方案和技术路线。并对级联抽运技术有望获得的新应用进行了简要介绍。
激光器 高功率光纤激光器 级联抽运 功率提升 非线性效应
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
研究了掺钬光纤激光极限输出功率，综合考虑热效应、光纤损伤、抽运亮度以及非线性效应的影响，计算了硅基掺钬光纤激光两种常规的抽运方式(掺镱激光抽运和掺铥激光抽运)在连续运转情况下的极限功率。计算结果表明，在现有工艺条件下，两种抽运方式的极限功率分别是29.9 kW和70.2 kW。功率的受限因素主要包括抽运亮度、热透镜效应和受激拉曼散射(SRS)，其中进一步提高抽运亮度是当前实现掺钬光纤激光高功率输出的主要有效途径。考虑了相应的单频激光输出以及受单模条件限制时的极限功率和受限因素。对两种抽运方案比较可得，掺铥激光抽运方案更具高功率输出优势。
激光器 掺钬光纤 功率提升 级联抽运
