熔锥型光纤侧面泵浦耦合器的研究

该文采用泵浦光纤预拉方法得到一款泵浦耦合效率82%,信号光通过率98%,信号输入与泵浦输入隔离度33 dB,泵浦光反向隔离度24 dB的高效熔锥型侧面泵浦耦合器。将该耦合器应用于自制的20 W脉冲激光器,实现了峰值功率为7 kW的稳定激光输出。研究结果表明,所研制的熔锥型光纤侧面泵浦耦合器在高功率光纤激光器和光纤放大器中具有很好的应用前景。     

高功率非对称泵浦耦合器理论研究

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。     

反向光纤耦合器反向隔离特性研究

高功率窄线宽光纤激光器具有线宽非常窄,相干长度非常长等独特激光特性,目前广泛应用于材料加工,生物医疗等各个领域.反向光纤耦合器是高功率窄线宽光纤激光器核心光纤器件,反向光纤耦合器普遍采用端面泵浦耦合技术制备,其在高功率窄线宽光纤激光器实际应用过程中,对反向光纤耦合器反向隔离度特性的研究可以提高对泵浦光源的保护作用.主要...     

侧面分布式泵浦双包层脉冲光纤放大器

采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器.光纤侧面耦合器对泵浦光耦合效率最高达到69%,对反向信号光的隔离度最低为17dB,有效避免了高功率脉冲回波对泵浦光源的损害,使用更高泵浦耦合效率的侧面耦合器,可进一步提高放大器输出功率.     

中红外ZBLAN光纤拉曼激光器的理论分析与设计

根据ZBALN光纤拉曼激光器的结构,理论分析了中红外ZBLAN光纤级联拉曼激光器运行方式并建立了泵浦光和斯托克斯光的非线性耦合方程组.基于该方程组,对用高功率掺铥光纤激光器泵浦ZBLAN光纤产生拉曼频移时泵浦光和斯托克斯光在光纤中的演化过程进行了仿真.为了提高激光器性能,对光纤长度、输出耦合器反射率、泵浦功率等激光器参...     

双包层光纤激光器泵浦光耦合及激光反馈研究

总结分析了高功率双包层光纤激光器的泵浦耦合及激光反馈方式,指出了相关方式中应采取的一些措施.结果表明,采用树枝状结构多模耦合器进行侧向泵浦及采用光纤光栅进行激光反馈是最佳方式.同时特别指出菲涅耳波带片耦合方式的潜在优势,并提出采用镀二色膜等厚球透镜作为双包层光纤激光器腔镜以避免直接端面泵浦对腔镜膜的损坏.     

熔锥光纤耦合器的应变研究

本文利用悬臂梁对单模熔锥光结耦合器的耦合比与应变的关系进行了研究。实验表明耦合器的耦合比不但对应变敏感,而且变化有单调性,因此,熔锥形单模光纤耦合器是一种有潜力的光纤应变传感器。     

高功率侧面抽运耦合器及其应用研究

抽运耦合器是高功率光纤激光器的关键无源光器件,可以将多路抽运光高效率地耦合进双包层光纤中,从而为光纤激光器提供所需的抽运功率,所以抽运耦合器是研制高功率光纤激光器首先要解决的问题。采用氢氧焰熔接方法,研制了一种高功率侧面抽运耦合器,在最大抽运功率为100 W时,耦合效率94%,信号光插入损耗0.15 d B,附加损耗0.2 d B,主光纤分光比99%,方向性22.5 d B。利用该耦合器搭建了百瓦级光纤激光器,当总抽运功率为185 W时,在1080 nm处获得的激光输出为103 W,光-光转换效率为56%。该高功率侧面抽运耦合器可用于输出功率为百瓦级和千瓦级的高功率光纤激光器。     

基于侧边抛磨光纤的侧面熔粘耦合的光纤耦合器

针对熔融拉锥法难以应用于制作特种光纤耦合器的情况,研究设计了一种适用于光子晶体光纤(PCF)或椭芯保偏光纤(ECPMF)等特种光纤耦合器制作的光纤侧边抛磨、侧面熔粘(FSA)耦合方法。通过建立仿真模型优化了光纤侧边抛磨的抛磨区包层剩余厚度等关键参数,利用侧边抛磨单模光纤(SMF)成功制作出FSA侧边抛磨光纤耦合器,并测试了光纤耦合器的相关特性参数。实验结果显示,侧面FSA耦合方法可制作耦合比(CR)为0～90%的特种光纤耦合器;所制作的光纤耦合器附加损耗(EL)小于0.5dB;在100nm光波长范围内,波长相关损耗(WDL)小于1dB;耦合输出端的偏振相关损耗(PDL)在光波长1310nm、1550nm处分别为0.30dB、0.45dB。研究结果验证了光纤侧边抛磨、侧面FSA耦合方法制作特种光纤耦合器的可行性,为有特殊要求的PCF或ECPMF等特种光纤耦合器制作奠定了方法基础。     

基于光纤合束器的泵浦方案设计

报道了两种基于光纤合束器的高功率光纤激光器泵浦方案设计.实验研究了(6+1)×1光纤合束器泵浦耦合方案与(6+1)×1、7×1光纤合束器级联泵浦耦合方案,利用后者实现了806W泵浦功率输出,耦合效率达到90.6％.     

一种高功率馈线合成器的设计

讨论了一种应用宽边耦合线技术设计和制造的功率合成器,介绍了其基本应用原理和工作模式。以一种L波段的高功率合成器为例,应用计算机CAD技术进行模拟仿真,并将仿真结果与实测结果进行了对比,结果表明,仿真结果与实测结果相差小于0.3 dB,满足使用要求。讨论了设计方法和实际应用要求之间的关系,并在实际应用中取得了较好的效果。这种功率合成器在高功率合成中,具有插入损耗小、两端口相位和幅值均衡度好、功率容量大、体积小、便于装配和调试的特点,是一种很好的高功率合成方式。     

高功率、低损耗光纤合束器的制备与研究

提出了一种分步式制备端泵浦型光纤合束器的新方法.采用模具、热缩管、细丝对合束光纤进行规则合束与固定,合束后的输入光纤束在拉锥前无须扭转,可形成一整根光纤的形态,从而能够与商业切割刀、熔接机等设备兼容.采取此方法得到的71型光纤合束器的耐受功率大于1 400 W,泵浦耦合损耗低于0.1 dB.测试和分析了封装后合束器的温度分布,光纤聚合物层温升较大,其限制了合束器耐受功率的提升.     

A 6-GHz 80-W GaAs FET Amplifier with a TM-Mode Cavity Power Combiner

A novel 8-way divider/combiner using TM/sub 010/- and TM/sub 020/ -mode cavities was developed. This divider/combiner has an insertion loss of 0.2 dB and a bandwidth of 600 MHz in the 6-GHz communications band. For broadening the operating bandwidth of the divider/combiner, two techniques of double cavities and tight coupling are described. Degradation of power-combining efficiency is also discussed when input signals into a power combiner have variations in amplitude and phase. By using this divider/combiner, an experimental 6-GHz 80-W GaAs FET amplifier with a combining efficiency of 85 percent was demonstrated to investigate the feasibility of a solid-state high-power amplifier.     

6.7 kW全国产化窄线宽三包层光纤激光器

为了实现高功率光纤激光的窄线宽输出,研究了基于大模场三包层掺镱光纤（LMA-YTF）高功率窄线宽光纤激光的热效应和四波混频(FWM)效应。基于FWM效应模型,仿真分析了大模场三包层光纤(LMA-TCF)放大器光谱展宽的影响因素。建立了LMA-YTF的热分布模型,分析了大模场三包层光纤(LMA-YTF)中第二包层功率占比对光纤温度以及泵浦功率上限的影响,讨论了聚合物涂层导热系数和外部温度对光纤温度的影响,实验对比了不同反向合束器的泵浦功率上限,结果表明第二包层功率占比低的(6+1)×1合束器比(9+1)×1合束器拥有更高的泵浦功率上限。基于全国产化器件搭建了一台三包层光纤激光器,实现了输出功率6.7 kW、3 dB线宽为0.32 nm的激光输出。     

高功率光纤激光器反向泵浦信号合束器信号光传输效率提升技术研究

在高功率光纤激光器反向泵浦信号合束器的制作过程中,经熔融拉锥后输出端的信号光纤纤芯变细,在与输入端信号光纤熔接时产生模场失配问题,造成反向泵浦信号合束器的信号光传输效率降低。针对这一问题,文中搭建了信号光纤熔接的芯径失配功率损耗模型,简析了光纤熔接时芯径失配与信号光功率损耗的关系。设计了一套泵浦信号反向合束器信号光功率损耗测试系统。提出了一种通过优化反向合束器信号光纤参数,提升反向泵浦信号合束器的信号光功率传输效率的方法,并通过预拉锥工艺,制作出一支25/400 （6+1）×1反向合束器,经测试,信号光传输效率优于98%,实验室使用该反向合束器搭建了一台MOPA结构光纤激光放大器,实现了3 kW稳定输出。     

大功率固体激光器高效率光纤耦合

光束质量参数对大功率固体激光器光纤耦合系统的设计起着关键作用。大功率固体激光器输出的为多模激光束,引入等效基模光束来计算多模激光束的光束质量是一种有效的方法,并定义包含光斑能量98%的光斑半径为束宽,以此计算多模激光束的光束质量,是准确有效的。结合大功率固体激光器的光纤耦合原理和光束变换理论设计了高效耦合系统,并对系统内透镜的通光孔径及焦距等参量做了数值优化。实验证明,此光纤耦合系统能够进行大功率固体激光高效率耦合,成功地实现了输入功率为2000W时,耦合效率大于94%的激光输出,并给出了光纤耦合的效率曲线及分析。     

L频段1500W固态连续波功放的设计与实现

介绍了一种L波段1 500 W固态连续波功放的设计与实现。采用动态阻抗匹配和ADS大信号模型仿真相结合的方法,对LDMOS功率管进行阻抗匹配,采用微带巴伦进行分合路,设计了L波段150 W模块;采用径向线合路的方式设计了大功率四合路器,实现了L波段低损耗的大功率合成,并使用HFSS仿真软件进行仿真优化;采用ICEPAK软件设计了高效散热器,并对机箱内模块的布局进行优化仿真;采用全面的控制保护电路,提高功率放大器的可靠性。     

高功率激光光纤耦合特性研究

实现高功率激光的光纤耦合对高功率激光应用有着重要的作用.文中简要介绍了高功率激光耦合的关键技术,包括激光光纤耦合条件、耦合效率、光纤的选择和端面处理、光纤损伤机理及其阈值条件等方面.     

大功率半导体激光光纤耦合技术进展

由于大功率半导体抽运固体激光器在民用和军事等方面显示了越来越重要的地位,大功率半导体激光光纤耦合技术作为其关键技术,日益受到人们广泛关注。对各种大功率半导体激光器光纤耦合技术进行了简介和比较,并对国内外同类产品进行了概述与展望。