1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国-俄罗斯激光科学“一带一路”联合实验室，上海 201800
激光干涉仪中光学元件表面划痕和灰尘等会在干涉图中形成衍射环状相干噪声，极大影响测量精度。为了消除此类相干噪声，提出了一种基于多模光纤耦合角度变化的扩展光源方法，控制平行光束经过旋转毛玻璃耦合进入多模光纤的角度，达到抑制散斑和相干噪声的效果。通过理论推导和仿真模型构建，基于纤芯直径为1 mm的多模光纤扩展光源，在直径为25.4 mm的泰曼-格林干涉仪上进行了实验验证。结果表明：通过改变入射角度可以控制扩展光源的形态，在-3°~2°的入射角度范围内，干涉仪的信噪比最大值与正入射时相比提高了40.3%，此时入射角度处于纤端光斑形态发生变化的临界角度与正入射角度中间，且该临界值与理论推导和仿真结果一致。实验证明了所提方法可以抑制干涉仪的相干噪声。
光纤光学 干涉测量 扩展光源 相干噪声 信噪比
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Key Laboratory of All Solid-State Laser and Applied Techniques, Research Center of Space Laser Information Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Department of Space and Command, Academy of Equipment, Beijing 101416, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430073, China
We report a 307 W 1018 nm Yb-doped fiber laser pumped by a single 976 nm laser diode. The cavity slope efficiency is up to 75.9% and the amplified spontaneous emission is suppressed by 54 dB. The beam quality of the output laser has an M2 factor of 1.17. Effective thermal management is considered to ensure the stable operation of our system. The power stability at the maximum output power level is measured during a period of 0.5 h and the power fluctuation is less than 0.8%. This architecture can be an effective high brightness pump source of core-pumping high-power fiber amplifiers.
140.3510 Lasers, fiber 140.3615 Lasers, ytterbium 140.6810 Thermal effects Chinese Optics Letters
2017, 15(7): 071407
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, 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司, 江苏 南京 210038
多层电介质反射式衍射光栅作为光谱合成系统的核心元件，在高功率激光辐照下的表面形变将导致其衍射特性改变，进而影响系统合成光束质量和衍射效率。搭建泰曼-格林干涉仪探测在高功率激光辐照下衍射光栅表面的干涉条纹，经图像处理及泽尼克多项式拟合实现光栅表面形貌的重建。采用高功率光纤激光辐照加热光栅，测量另一光束经过热畸变光栅后的光束质量和衍射效率演变。结果表明，在高功率激光辐照下光栅表面形变高度分布为高斯型，辐照功率密度3 kW/cm2时，干涉条纹对应区域内的光栅表面在垂直方向上隆起，最大高度为127 nm。表面形变引起衍射光束质量因子M2退化，这种退化主要来自衍射光远场发散角的增大。光栅衍射效率波动幅度小于1.8%。
测量 光谱合成 多层电介质衍射光栅 干涉测量 光栅衍射特性
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, 北京 100049
3 南京先进激光技术研究院, 江苏 南京 210038
4 南京中科神光科技有限公司, 江苏 南京 210038
受热损伤和非线性效应等因素的制约，单个光纤激光器的单模输出功率受到限制。将多个光纤激光器的输出通过一定的方式进行光束合成，是实现更高功率激光输出的必然选择。介绍了光谱合成技术的发展历程和研究现状，给出了几类常见光谱合成系统的基本原理、关键要素和优缺点。介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在窄线宽光纤激光及其光谱合成方面的最新进展， 并对高功率光纤激光光谱合成技术的发展前景进行了展望。
激光技术 光纤激光器 光谱合成 衍射光栅
