双包层光子晶体光纤激光器研究进展

光子晶体光纤(PCF)具有许多传统光纤难以实现的诸多优良特性,以光子晶体光纤为增益介质的高功率光纤激光器受到了普遍关注.介绍了光子晶体光纤及由其构成的光子晶体激光器的原理,重点介绍了双包层光子晶体光纤激光器国内外的最新研究进展.     

高功率掺镱光纤振荡器:研究现状与发展趋势

近年来,高功率掺镱光纤振荡器的输出功率和光束质量不断提升,在工业、科研等领域得到了越来越广泛的应用。目前,多模掺镱光纤振荡器的输出功率已经突破17.5kW,近单模光纤振荡器输出功率已经突破8kW。本文对掺镱光纤振荡器在科研和工业领域的研究现状进行详细介绍,分析掺镱光纤振荡器未来的发展趋势;对进一步提升掺镱光纤振荡器功率和光束质量的各项关键技术进行剖析,给出了万瓦级近单模高功率掺镱光纤振荡器的技术方案,以期为更高功率光纤振荡器的发展提供技术参考。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的多波长输出

双包层光纤激光器不再要求抽运光是单模激光，而且基本上在沿光纤整个长度上抽运，从而大幅度地提高了激光转换效率。给出了一种由半导体激光器(LD)抽运的掺Yb^3 双包层光纤激光器，利用976nm的抽运光，对双包层光纤进行端抽运，光纤后端与双色镜构成Fabry—Perot干涉仪兼作反馈腔镜，得到波长为1085nm，1090nm，1095nm和1100nm的激光输出．每个波长激光的线宽为0．33nm，输出总激光功率为1．2W，信噪比超过20dB,斜率效率为52％。     

掺铒光纤激光器输出特性的研究

在一定的条件下,确定了掺铒光纤激光器的最佳光纤长度和激光器两个腔镜的最佳反射率,设计出的光纤激光器的输出特性可以得到优化。根据掺铒光纤激光器的速率方程,对线型腔光纤激光器的输出特性进行了理论分析,得到了光纤激光器在稳态条件下的输出功率,阈值抽运功率和斜率效率的解析表达式。对光纤激光器的输出特性进行了数值模拟,得到了泵浦功率为20mw,饵离子掺杂浓度为400 ppm,掺铒光纤长度为1.5m,光纤环形镜反射率为1,光纤光栅反射率为0.5时,光纤激光器的输出功率和斜率效率较大,阈值抽运功率较小。为光纤激光器的优化设计提供了理论依据。     

单纵模调Q脉冲光纤激光器研究进展?

单纵模调Q激光光源广泛应用于精密测量等领域,光纤激光器是一种性能优良的新一代固体激光器,近年来,光纤激光器的单纵模调Q技术发展迅速。本文对单纵模光纤激光器中引入Q开关和单纵模种子注入调Q光纤激光器这两种光纤激光器的单纵模调Q技术的工作原理、发展现状以及未来可能的发展趋势进行了综合述评。     

大功率光纤激光器研究进展

对当前大功率光纤激光器的研究进展作对比分析,以期得出一些研究方向及方法的借鉴.以连续波与脉冲光纤激光器作为区分标准,对于国内外的大功率光纤激光器报道中所提到的大模场面积光纤激光器、离子掺杂方式、调Q光纤激光器、锁模光纤激光器,以及锥形光纤的泵浦方式等做了相关介绍.     

全光纤型Er/Yb共掺光纤短腔激光器

报道了一种高输出功率、高斜率效率的短腔ErYb共掺杂光纤激光器。激光谐振腔由一段ErYb共掺杂单模光纤与一对布拉格反射波长相同的光纤布拉格光栅(FBG)组成。反射率为60%的光纤光栅用作光纤激光器谐振腔的输出,3dB带宽为016nm。反射率为99%的光纤光栅作为高宽带反射腔镜,同时作为抽运光输入端,3dB带宽102nm。以980nm激光二极管(LD)作抽运源进行实验。使用不同的抽运功率分别测量不同长度的ErYb共掺杂光纤,优化光纤激光器谐振腔得到的最佳长度仅为13cm。即选用13cmErYb共掺杂光纤作为增益介质来制作短腔ErYb光纤光栅激光器,最大输出功率可达11mW,输出功率稳定性<±001dB,抽运阈值功率为35mW,斜率效率为153%,测量其15522nm激光的输出光谱,25dB线宽为03nm,边模抑制比>60dB,波长稳定性为005nm。可用于密集波分复用(DWDM)系统。     

Switchable dual-wavelength erbium-doped fiber laser with a tilted fiber grating

Multiwavelength erbium-doped fiber lasers (EDFLs) have attracted considerable interests in recent years for their po- tential applications in Wavelength-division-multiplexed fi- ber communication system, fiber sensing, optical instrumentation, and microwa…     

高能激光注入光纤导光锥耦合性能实验研究

提出了测试光纤导光锥耦合效率的试验方法,通过试验验证了光纤导光锥实现激光传导的可行性,同时在光纤入射角度为1°～5°、运动状态为静止及甩动的条件下,对光纤导光锥的耦合效率进行了实验研究。研究结果表明,光纤导光锥在入射角为1°～5°、光斑直径约为2mm时的激光耦合传输效率大于60%,入射光损伤耐受力低于100mJ。利用光纤导光锥实现高能激光的耦合导光,对于开展光电对抗内场仿真试验具有重要意义。     

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟.比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致.研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用.     

低阈值光纤激光器稳频特性研究

为了实现低阈值光纤激光器的频率稳定输出,设计了环形腔光纤激光器,以光纤光栅作为波长选择元件,在未泵浦光纤饱和吸收体和其锥形化结构的协同作用下实现激光纵模选择,获得了短光纤饱和吸收体长度下的单纵模激光稳定输出。介绍了未泵浦光纤饱和吸收体选频原理和锥形结构滤波原理,实验研究了不同光纤饱和吸收体长度下激光纵模特性和波长稳定性,以及锥形化光纤饱和吸收体的激光输出特性。实验表明,引入锥形化结构的饱和吸收体后,激光器能够稳定输出1545 nm波长的单纵模激光,并有效降低光纤激光器阈值至7.58 mW,采用延迟自外差方法测得该光纤激光器的线宽小于8 kHz。     

低掺杂铒纤上分布反馈布拉格光纤激光器的制作

采用准分子激光器成功地在低掺杂普通铒纤上制作出5 cm的光纤光栅分布反馈布拉格(DFB)激光器,铒纤的峰值吸收率为5 dB/m,在100 mW,980 nm抽运光条件下,光纤激光器的输出功率为50μW,边模抑制比为50 dB。使用耦合模理论分析了一段5 cm带相移的分布反馈布拉格光纤激光器输出光强同腔内损耗及相移量的关系,计算结果表明,光纤腔内的损耗对激光器的输出具有非常重要的影响,大的损耗对应获得最大功率的光栅耦合强度相应减小,因此,在低掺杂铒纤上制作分布反馈布拉格激光器必须正确估计光纤激光器的腔内损耗,选择合适的光栅耦合强度,可以获得较大的输出功率。     

Midinfrared holmium fiber lasers

The use of the high-power Tm/sup 3+/-doped silica fiber laser as a pump source for Ho/sup 3+/-doped silica and Ho/sup 3+/-doped fluoride fiber lasers for the generation of 2.1-/spl mu/m radiation is demonstrated. The Ho/sup 3+/-doped silica fiber laser produced a maximum output power of 1.5 W at a slope efficiency of /spl sim/82%; one of the highest slope efficiencies measured for a fiber laser. In a nonoptimized but similar fiber laser arrangement, a Ho/sup 3+/-doped fluoride fiber laser produced an output power of 0.38 W at 2.08 /spl mu/m at a slope efficiency of /spl sim/50%. A Raman fiber laser operating at 1160 nm was also used to pump a Ho/sup 3+/-doped fluoride fiber laser operating at a wavelength of 2.86 /spl mu/m. An output power of 0.31W was produced at a slope efficiency of 10%. The energy transfer upconversion process that depopulates the lower laser level in this case operates at a higher efficiency when the pump wavelength is closer to the absorption peak of the /sup 5/I/sub 6/ energy level, however, this energy transfer process does not impede to a great extent the performance of the Ho/sup 3+/-doped fluoride fiber laser based on the /spl sim/2.1/spl mu/m laser transition.     

激光切割碳纤维复合材料的温度场仿真

为了揭示激光切割碳纤维复合材料过程中温度场的分布规律、材料对能量的吸收和传递规律以及热影响区的形成机制,采用碳纤维复合材料为研究对象,建立激光切割碳纤维复合材料的多物理场模型,计算仿真了激光切割碳纤维复合材料过程中温度场分布及激光参量对碳纤维复合材料温度和热影响区影响规律,得到了激光切割碳纤维复合材料过程中的3维温度场分布。结果表明,激光切割过程中,碳纤维复合材料表面温度场近似为椭圆形,且碳纤维复合材料中能量的传递和扩散主要沿着碳纤维铺设方向;激光功率20W、光斑半径100μm、切割速率50mm/s的激光沿垂直于碳纤维铺设方向切割时,激光光斑作用处碳纤维温度远低于树脂层温度;随着切割光斑半径和激光功率的增加,碳纤维复合材料中最高温度逐渐增加,热影响区逐渐增大;随着切割速率的增加,碳纤维复合材料中最高温度逐渐减小,热影响区逐渐变小。该研究为了解激光切割碳纤维复合材料过程中的热损伤机理及材料高质高效的加工提供了一定的理论指导。     

主动锁模光纤环形激光器的新进展

在概述主动锁模光纤环形激光器主要特性的基础上,介绍了实现主动锁模的3种技术方案：基于调制器的主动锁模光纤激光器、用半导体激光器作调制器的主动锁模光纤激光器和注入型主动锁模光纤激光器。最后主要讨论了有理数谐波锁模光纤激光器、多波长主动锁模光纤激光器和光子晶体光纤激光器的最新进展,同时指出了当前主动锁模光纤激光器研究的重点。     

Application of ABCD Formalism in Theoretical and Experimental Analysis of Actively Modelocked Fiber Laser

Time domain ABCD matrix formalism is a useful model for analyzing the characteristics of actively modelocked fiber laser.Based on this model and given more consideration on the influences of optical fiber dispersion and optical fiber nonlinearity,the laser characteristic of actively modelocked fiber laser is analyzed,and the comparision of the theoretical analsis results with experimental ones is given.     

傅立叶域锁模光纤激光器的研究新进展

傅立叶域锁模( FDML)光纤激光器是目前激光领域中比较有活力的研究课题,有着巨大的应用前景.在介绍了FDML光纤激光器的发展状况和应用前景基础,论述了其基本原理,对其关键技术及多种新型技术方案做了介绍和比较,分析FDML光纤激光器的应用前景及发展趋势.     

Two Different Operation Regimes of Fiber Laser Based on Nonlinear Polarization Rotation: Passive Mode-Locking and Multiwavelength Emission

We have proposed and demonstrated a nonlinear polarization-rotation-based fiber laser with two different operation states: passive mode-locking and multiwavelength emission. The intensity-dependent transmission or loss induced by nonlinear polarization rotation accounts for the distinct operation regimes. Our experiment results indicate that both passively mode-locked pulses and continuous-wave multiwavelength can be generated from the same fiber laser just through adjusting polarizations. Another characteristic of the current multiwavelength laser is that the used periodic filter is a birefringence fiber filter, which facilitates all-fiber integration of the fiber laser, so it is a potential multifunction laser source with all-fiber configuration and convenient manipulation.     

A unidirectional Er3+-doped fiber ring laser withoutisolator

An Er³⁺-doped fiber ring laser with unidirectional operation without optical isolator has been investigated for different cavity conditions. The fiber ring laser cavity is built in such a way that the optical fields propagating in the two directions suffer different losses. As a consequence, the laser oscillation appears in a quasi-unidirectional form. By incorporating a fiber pigtailed bandpass filter to enhance mode competition, a purely unidirectional tunable fiber ring laser is obtained with high efficiency and broad tunability     

半导体激光列阵的高功率高亮度光纤耦合技术

设计了一种可同时实现高功率和高亮度激光输出的简单有效的光纤耦合技术.首先借助光纤列阵实现光束由线性排列到圆形排列的转换,从而有效提高半导体激光列阵输出光束的对称性;然后通过微透镜将光纤列阵输出的圆对称光束耦合进入一根较细的光纤,以进一步压缩光斑直径并提高光束亮度.基于几何光学的理论分析表明;在合适的参数条件下,直径为1.3 mm的光纤列阵输出光束与直径为0.4 mm的单根光纤的耦合效率可达90%以上,即在功率损耗低于10%情况下,激光束的亮度提高了近9倍.