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
基于飞秒激光刻写技术和侧面泵浦耦合技术，实现了主光路无熔接点的千瓦级一体化全光纤激光振荡器。采用飞秒激光与相位模板结合的刻写方法，在大模场双包层掺镱光纤上制备了一对光纤光栅，构成激光谐振腔，并采用拉锥-熔合法在同一根增益光纤上制备了两个侧面泵浦耦合器。以中心波长为976 nm的半导体激光器为泵浦源，获得了最大功率为1052 W、中心波长为1070 nm的激光输出，光光转换效率约为73%，光束质量因子M2约为1.8。演示了一种紧凑稳定的一体化光纤激光振荡器系统，并验证了其在实现高功率、高光束质量激光输出方面的潜力，其对高功率光纤激光技术的发展与应用具有重要的价值。
光纤光学 光纤振荡器 光纤Bragg光栅 侧面泵浦耦合器 高功率光纤激光器 光学学报
2022, 42(23): 2306002
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 北京工业大学 激光工程研究院,北京 100124
2 中国电子科技集团公司第十一研究所,北京 100015
依据速率方程和边界条件,对高功率多点抽运全光纤激光器进行了研究.通过自制的级联侧面泵浦耦合器搭建全光纤激光器,级联耦合器的单点泵浦效率为96%,泵浦传输损耗为10%,信号光损耗分别是0.18 dB和0.87 dB;线性谐振腔结构中：前向抽运的光-光转换效率为69%,低于后向抽运中70%的光-光转换效率,与理论分析一致;双向泵浦方式中,在单臂输入975 nm泵浦功率为110 W的条件下,激光功率输出为311 W,中心波长为1 080 nm,光谱宽度为1.6 nm,光-光转换效率为70%,光束质量约为1.3.激光器性能稳定,若增加单臂泵浦功率或级联泵浦耦合器个数,可获得更高功率的激光输出.
激光器 全光纤激光器 双向抽运 双包层光纤 级联泵浦耦合器 高功率输出 Fiber laser All-fiber laser Two-end pump Double-clad fiber Cascaded pump-combiners High power output 光子学报
2015, 44(10): 1014002
1 清华大学 精密仪器系, 北京 100084
2 长春理工大学 光电信息科学与技术系, 长春 130022
分析了泵浦光纤不同锥区长度对(1+1)×1耦合器效率的影响,相同锥区长度不同泵浦臂数量对(1+1)×1耦合器与(2+1)×1耦合器效率的影响,结果表明泵浦光纤锥型区域越长,通过泵浦光纤进入信号光纤的泵浦光越多,泵浦耦合器的耦合效率越高和相同锥区长度下,泵浦臂数量越多,泵浦耦合器耦合效率越低.根据分析结果制作了(1+1)×1耦合器与(2+1)×1耦合器,通过两个(N+1)×1耦合器级联方式形成级联泵浦耦合器.测试了由两个(1+1)×1耦合器组成的级联泵浦耦合器,在总注入泵浦功率602 W的情况下输出泵浦功率564 W,级联泵浦耦合效率高达93.6%.由两个(2+1)×1耦合器组成的级联泵浦耦合器,在总注入泵浦功率1 210 W的情况下输出泵浦功率1 120 W,级联泵浦耦合效率高达92.5%,实现了千瓦级泵浦功率输出,且两种级联泵浦耦合器信号光损耗均小于0.4%.利用此方法将耦合器形成级联结构可有效提高光纤激光器系统泵浦输出能力,实现千瓦级高功率输出.
光纤激光器 泵浦耦合器 激光二极管泵浦 光纤激光器部件 激光 Fiber optics Laser coupling Diode-pumped Fiber optics components Laser
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
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 2018002Fiberhome Telecommunication Tech Co. Ltd., Wuhan 430073
A pulsed master-oscillator fiber power amplifier system with near diffraction-limited output by use of China-made large-mode-area fiber and a (2+1)×1 multimode combiner is reported. The effect of the seed power on the amplification performance is found. For the seed power, there exists a range within which the pulsed fiber amplifier can operate safely and reliably at a certain pump power. With the seed average power of 70 mW, the amplification performances of the fiber amplifier are investigated.
脉冲光纤放大器性能 种子光功率 国产大模场面积双包层光纤 (2+1)×1多模泵浦耦合器 060.2320 Fiber optics amplifiers and oscillators 140.3280 Laser amplifiers Chinese Optics Letters
2008, 6(1): 0119
