Yisha Chen 1,2,3Yun Ye 1,2,3Liangjin Huang 1,2,3,*Huan Yang 1,2,3[ ... ]Pu Zhou 1
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
A low-numerical-aperture (NA) concept enables large-mode-area fiber with better single-mode operation ability, which is beneficial for transverse mode instability and nonlinear effects suppression. In this contribution, we reported a high-power fiber amplifier based on a piece of self-developed large-mode-area low-NA fiber with a core NA of 0.049 and a core/inner cladding diameter of 25/400 µm. The influence of the pump wavelength and fiber length on the power scaling potential of the fiber amplifier is systematically investigated. As a result, an output of 4.80 kW and a beam quality factor of ∼1.33 were finally obtained, which is the highest output power ever reported in a fiber amplifier exploiting the low-NA fiber. The results reveal that low-NA fibers have superiority in power scaling and beam quality maintenance at high power levels.
high power fiber lasers ytterbium-doped fiber low-numerical-aperture fiber mode instability 
Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 041404
肖虎 1,2潘志勇 1,2陈子伦 1,2马鹏飞 1,2[ ... ]陈金宝 1,2,*
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073
锥形光纤能够有效兼顾非线性效应抑制和模式控制,具备实现高功率、高光束质量光纤激光的潜力。近期国防科技大学研制了锥形掺镱光纤,采用1018 nm光纤激光后向级联泵浦实现了20.2 kW 激光输出,光束质量β因子平均值优于2,拉曼抑制比为33 dB。研究结果展示了锥形光纤在实现万瓦级高光束质量激光方面的优势。
光纤激光器 级联泵浦 锥形光纤 光束质量 fiber laser tandem pump tapered fiber beam quality 
强激光与粒子束
2024, 36(1): 011001
陈潇 1黄善旻 1黄良金 1,2,3,*曹家宁 1[ ... ]姜宗福 1
作者单位
摘要
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
3 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
中国激光
2024, 51(5): 0516002
肖虎 1,2李瑞显 1,2吴函烁 1,2黄良金 1,2[ ... ]陈金宝 1,2,***
作者单位
摘要
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
级联泵浦方案具有泵浦光亮度高、量子亏损小、光纤热负荷低、模式不稳定阈值高等优势,是获得高功率光纤激光的主要技术方案。目前,万瓦级高光束质量光纤激光的实现在非线性效应抑制和模式控制等方面遇到困难。本文介绍了国防科技大学近年来在高光束质量级联泵浦光纤激光器方面的研究进展,并对功率和光束质量进一步提升的可行途径进行了分析。
高功率光纤激光器 级联泵浦 受激拉曼散射 光束质量 
光学学报
2023, 43(17): 1714009
奚小明 1,2杨保来 1,2张汉伟 1,2潘志勇 1,2[ ... ]许晓军 1,2
作者单位
摘要
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室,长沙 410073
高功率光纤激光器具有高效率、小体积、低成本、抗回光能力强等突出优点,在工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期,国防科技大学基于光纤耦合半导体激光器(LD)直接泵浦的主振荡功率放大器(MOPA)实现了单纤20.27 kW的功率输出。放大器采用纯后向泵浦方案,中心波长1080 nm,光光效率达到84.8%,拉曼散射抑制比大于50 dB。通过优化光纤和器件的设计,可进一步提升激光器的功率和光束质量。
光纤激光器 光纤放大器 半导体激光器 后向泵浦 fiber laser fiber amplifier laser diode backward pumping 
强激光与粒子束
2023, 35(2): 021001
Author Affiliations
Abstract
College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha, China
In this work, a confined-doped fiber with the core/inner-cladding diameter of 40/250 μm and a relative doping ratio of 0.75 is fabricated through a modified chemical vapor deposition method combined with the chelate gas deposition technique, and subsequently applied in a tandem-pumped fiber amplifier for high-power operation and transverse mode instability (TMI) mitigation. Notably, the impacts of the seed laser power and mode purity are preliminarily investigated through comparative experiments. It is found that the TMI threshold could be significantly affected by the seed laser mode purity. The possible mechanism behind this phenomenon is proposed and revealed through comprehensive comparative experiments and theoretical analysis. Finally, a maximum output power of 7.49 kW is obtained with the beam quality factor of approximately 1.83, which is the highest output power ever reported in a forward tandem-pumped confined-doped fiber amplifier. This work could provide a good reference and practical solution to improve the TMI threshold and realize high-power high-brightness fiber lasers.
confined-doped fiber fiber laser good beam quality high power transverse mode instability mitigation 
High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(6): 06000e44
杨保来 1,2,3杨欢 1,2,3王鹏 1,2,3黄良金 1,2,3[ ... ]陈金宝 1,2,3
作者单位
摘要
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
3 脉冲功率激光技术国家重点实验室,湖南 长沙 410073
中国激光
2022, 49(20): 2016001
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
当前光纤激光功率提升受限于模式不稳定效应及非线性效应,为了克服上述功率提升限制因素,自主设计并研制了大模场部分掺杂光纤。最终,采用自研部分掺杂光纤及后向级联泵浦方案,成功实现了10.1 kW的光纤激光输出,对应的光束质量因子(M2)为2.16。
高功率 光纤激光 部分掺杂光纤 高光束质量 high power fiber laser confined-doped fiber good beam quality 
强激光与粒子束
2022, 34(11): 111002
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,脉冲功率激光技术国家重点实验室,高能激光技术湖南省重点实验室,长沙 410073
高功率高光束质量光纤激光器在工业加工等领域有着广泛的应用,然而光纤中的非线性效应和模式不稳定效应限制着高光束质量光纤激光器的功率提升,采用新型结构大模场增益光纤在同时抑制非线性效应和模式不稳定效应方面具有较大潜力。报道了基于单位自研的纺锤形渐变掺镱光纤激光成功实现6 kW功率、高光束质量激光输出。激光器采用主振荡功率放大结构,放大级采用双向981 nm泵浦纺锤形渐变掺镱光纤,在总泵浦功率为7.68 kW时,输出功率达到6.02 kW,光束质量M2因子约为1.9。通过进一步优化纺锤形掺镱光纤制作工艺及结构参数,有望实现更高功率、近单模光束质量的光纤激光输出。
光纤放大器 高功率 锥形光纤 纺锤形渐变光纤 fiber amplifier high power tapered fiber gradually varying spindle-shaped fiber 
强激光与粒子束
2022, 34(8): 081001
作者单位
摘要
国防科技大学前沿交叉学科学院,湖南 长沙 410073
中国激光
2022, 49(16): 1616002

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