微结构掺镱双包层光纤的研究

近年来掺健光纤激光器的研究有了较大发展,出现了用于高功率光纤激光器的双包层掺镱光纤(DCYDF)。双包层掺镱光纤的纤芯作为单模波导用于传输信号光。．内包层设计为多模波导用于传输泵浦光。由于微结构光纤具有可控的周期性折射率并且其模场面积可通过结构参数的调整而加以控制．因此这类光纤在光纤激光器和放大器中有着广泛的应用前景。文章作者根据高功率光纤激光器的性能要求．设计和制备了内包层为D形和六边形的微结构掺镱双包层光纤。     

掺镱双包层光纤激光器及其泵浦耦合技术

掺镱双包层光纤激光器是目前激光技术研究领域最具活力的研究课题之一,有着巨大的应用前景。本文详细介绍了掺镱双包层光纤激光器的发展概况及最新进展,并就国内和国外两种情况进行了对比分析。阐述了掺镱双包层光纤的结构、能级结构和光谱特性。综合论述了掺镱双包层光纤激光器的端面泵浦和侧面泵浦耦合技术,并分析了掺镱双包层光纤激光器的发展趋势及应用前景。     

一种高功率1018nm光纤激光器实验研究

针对小芯径双包层掺镱光纤实现高功率光纤激光器的输出方案展开了理论研究,分析了双包层掺镱光纤的必要性和可行性,着重研究了高功率光纤激光器的基本原理,并给出了光源及放大器部分系统设计方案。系统仿真实验证明,能够获得高功率的1018nm激光信号。     

掺镱双包层光纤激光器研究

自行设计和拉制的掺镱双包层光纤采用内外包层都是石英玻璃的结构,能与常规光纤兼容连接,在泵浦光功率受到限制的条件下,掺镜双包层光纤的输出功率达到９０ｍＷ,斜效率为２８％。对掺镱双包层光纤激光器的有关特性进行了研究和讨论。     

采用国产掺镱双包层光纤的光纤激光器连续输出功率突破700 W

高功率光纤激光器与传统固体激光器相比具有转换效率高、光束质量好、散热方便等优势,是国际上激光技术领域的研究热点。近几年来,随着单纤输出功率的不断攀升,高功率光纤激光器的应用前景日益看好。高性能双包层光纤一直是制约我国高功率光纤激光研究发展的瓶颈之一。近一年来,清华大学精密仪器系光子与电子学研究中心针对国产掺镱双包层光纤进行了多次反复实验,并与武汉烽火通信科技有限公司密切合作,改进光纤制作工艺,研制出具有良好光学和机械性能的新型大芯径掺镱双包层光纤。我们使用的新型掺镱双包层光纤具有直径600μm的D型内包层,…     

高功率光纤激光器用20/400双包层掺镱光纤

采用改进化学气相沉积结合溶液掺杂法制造出了掺镱石英光纤预制棒,预制棒轴向上芯径波动小于5%,折射率差波动小于8%。研磨加工后拉制出20/400双包层掺镱光纤,光纤纤芯不圆度为2%,芯包同心度偏差为0.87 μm。双包层掺镱光纤在1095 nm的包层损耗为2.1 dB/km。采用拉制的掺镱双包层光纤作为直接振荡结构全光纤化激光器的增益光纤实现了1195 W的1080 nm激光输出,斜率效率达82%。     

国产化大模场掺镱光子晶体光纤的设计与制备

文章作者设计了大模场双包层光子晶体光纤(PCF)的波导结构,并采用自主知识产权的专利技术,在国内首次制备出了高数值孔径大模场掺镱双包层光子晶体光纤.该光子晶体光纤的内包层数值孔径为0.65,纤芯数值孔径为0.06,有效模场面积为1465.7/μm2     

双包层掺镱光纤的制备及应用

双包层掺镱光纤是制作大功率光纤激光器的关键部件,是稀土掺杂光纤中最重要的分支之一.本文介绍了双包层掺镱光纤的基本原理及其制备方法,包括:MCVD Solution Doping方法,DND (DirectNanoparticle Deposition)方法和改进的OVD方法.最后介绍了该光纤的研究进展和应用领域.     

高功率光纤激光器及其应用

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器,它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点.介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景.可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器.     

掺镱多模双包层光纤激光器弯曲选模研究

为了使大芯径多模双包层光纤激光器实现基模输出以抑制高功率双层光纤激光器中的非线性效应,采用将大芯径的多模双包层光纤适当弯曲进行选模使双包层光纤激光器获得单模激光输出的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了大芯径多模双包层光纤内包层折射率、纤芯半径、光纤内传输信号光波长、光纤弯曲半径等因素对弯曲损耗及激光器输出光场模式影响的数据,并采用国产掺镱多模双包层光纤进行了弯曲选模实验,实现了多模光纤激光器的单模输出.结果表明,激光器最大输出功率达9W,斜率效率达17.3%,输出为基模.这一结果对大芯径多模双包层光纤激光器的选模是有帮助的.     

双包层掺镱光纤的光谱性能与制备技术

双包层掺镱光纤作为光纤激光器的增益介质受到广泛关注。简要介绍了光纤中Yb＋的光谱性能,用于高功率光纤激光器的光纤结构设计以及双包层掺杂光纤的制备方法。讨论了掺镱光纤的光暗化效应的潜在机理及抑制方法。     

单模Er3+／Yb3+共掺双包层光纤上转换效应实验研究

为了研究单模Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤中的上转换效应,采用对比实验的方法,用荧光分光光度计测量了单模Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤的绿色荧光,并与掺Yb³⁺光纤的绿色荧光进行了对比分析。得到Er³⁺／Yb³⁺共掺双包层光纤中的绿色荧光仍然是Er³⁺离子激发态吸收所产生,而Yb³⁺只起到能量搬运作用的结果。结果表明,两种光纤受激产生的荧光光谱、功率及其随抽运功率的变化关系,都遵循不同规律。     

JW20120826光纤光栅激光器的优化设计

输出功率和斜率效率是衡量光纤激光器输出特性的两个重要的参数,它们反映了光纤激光器的光—光转换能力。利用matlab仿真工具对双包层DBR掺镱(Yb3+)激光器的结构参数对激光输出特性的影响进行了数值模拟,得出光纤长度、腔镜反射率和激光器的输出特性之间的关系,并对激光器的参数选择提出了优化说明。     

带反射镜双包层Er-Yb共掺光纤放大器性能研究

基于速率方程和传输方程,理论分析了带反射镜双包层ErYb共掺光纤放大器的输出信号功率和噪声性能。由于反射镜对剩余泵浦光的反射作用,致使激活光纤中参与能量转换的泵浦光增加,从而改善了双包层ErYb共掺光纤放大器的输出性能。数值结果表明,带反射镜光纤放大器只需要无反射镜光纤放大器激活光纤长度的一半,便能获得与之基本相等的高功率输出信号;对于同向泵浦和反向泵浦方式,其噪声系数均低于4dB。     

Er3+/Yb3+共掺双包层光纤与掺Yb3+光纤中上转换效应实验研究

报道了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤中由于上转换效应产生的荧光现象,并将此荧光与掺Yb3+光纤中产生的绿色荧光进行了详细测量和对比分析,结果表明,Er3+/Yb3+共掺双包层光纤中的绿色荧光仍然是Er3+离子激发态吸收所产生,而Yb3+只起到能量搬运的作用,两种光纤受激产生的荧光光谱、功率,及其随泵浦功率的变化关系,都遵循不同规律。     

高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统

为了提高高功率密度下光纤激光元器件传输特性测量精度,采用基于光纤标准测试方法的双光路测量结构,设计了自动光功率比测量系统。对双光路系统的特点进行了理论分析和实验验证。利用固体微晶片激光器作为光源输出,建立了折射率匹配法传输特性测试仪实验装置,对掺镱双包层光纤的传输损耗特性进行了测量。实验中测得35m长掺镱双包层光纤对1064nm光的插入损耗为2.645dB,测得100组数据对应的标准偏差为0.026dB。并在不同的条件下进行了多次重复实验,重复测量误差不超过0.07dB。这一结果对于提高光纤激光元器件测试精度是有帮助的。     

高功率双包层掺镱光纤放大器

为满足高功率激光系统末级功率提升的要求,研制了高功率光纤放大器,它采用双包层掺Yb3＋光纤作为增益介质,利用泵浦合束器进行泵浦的级联放大。通过有效的热管理及输出稳定技术,对于大信号1053nm波长的输入光,该光纤放大器的增益大于22dB;采用增益均衡技术,20nm带宽范围内增益平坦度小于2dB。     

高功率光纤激光器的残留包层光滤除研究

为了提高大功率双包层光纤激光器的光束质量、光谱特性以及光纤系统的稳定性,设计了一种用于滤除光纤内包层残留光的新型高功率包层光滤除器。采用蒙特卡洛算法以及光线轨迹追踪法对包层光滤除器进行了数值计算,评估包层光滤除器的滤除能力,并借助计算流体力学软件ANSYS,分析包层光滤除器的温度场分布。结果表明,优化级联结构后的包层光滤除器的滤除效果达到16.7dB,降低了包层光滤除器的热点温度,在600W的输入功率下,热点温度降低了20.8℃,实现了包层光功率的均匀滤除;在滤除功率达到千瓦量级时,该包层光滤除器仍能够稳定工作在70℃以内,满足大功率光纤激光器系统稳定运行的要求。     

高功率脉冲双包层光纤激光器的新进展

对高功率脉冲双包层光纤激光器的国内外研究进展进行评述,通过建立了小信号瞬态增益模型,对脉冲激光信号经过双包层光纤放大后的波形进行了数值模拟.分析了基于MOPA方式脉冲双包层光纤激光器的几个问题,报道了中科院上海光机所采用振荡-放大(MOPA)方法获得133.8 W平均功率脉冲放大输出的实验结果.