半导体激光泵浦固体激光器的增益开关效应

用功率大于100mW的二极管激光器列阵泵浦Nd:YAG固体激光器,实现了DPL的增益开关作用。研究了增益开关的动态特性,得到峰值功率大于80mW的1.06μm激光输出,与计算结果一致。提出了三阶梯泵浦的高增益开关新方法,得到峰值功率大于150mW、脉冲宽度小于0.2μs的固体激光输出。     

LD抽运主振荡功率放大结构4.1kW全光纤激光器

利用半导体激光器(LD)抽运大模场增益光纤实现了输出功率大于4kW的主振荡功率放大结构全光纤激光器。实验研究了增益光纤纤芯直径和抽运波长不同情况下激光器的受激拉曼散射(SRS)和横向模式不稳定(TMI)特性。为了抑制SRS,选择纤芯为30μm的大模场掺镱光纤作为增益介质;为了抑制光纤放大器中的TMI,利用增益光纤吸收系数较低波段对应的915nm LD作为抽运源,将增益光纤弯曲半径降低到10cm以提高高阶模的损耗。在种子功率为100 W、最高注入抽运功率为5.3kW时获得了4.1kW的功率输出,光束质量M2为2.2,输出激光中无SRS和TMI现象。     

千瓦级低透射波前畸变端抽运板条增益模块技术研究

基于端抽运板条增益模块的主振荡器功率放大(MOPA)是高平均功率激光二极管抽运激光器(DPL)发展的有效途径之一,近年来受到广泛关注。通过理论分析和数值模拟,建立了板条增益模块的设计模型,分析了板条增益模块的小信号增益系数、输出特性、温度和热应力等关键参数。研制的模块尺寸为50cm(长)×30cm(宽)×20cm(等),静态波前畸变为0.22μm(不包括倾斜),实验研究获得了均匀性约94%的荧光分布,在占空比为60%条件下,输出平均功率1086.3W,斜率效率41.7%。     

1986年十佳激光产品

1.Microyag-1二极管泵浦Nd:YAG激光器 Micro-yag-1是光子控制公司的二极管激光泵浦Nd:YAG激光器系列中第一个产品。Microyag-1(TEM_(oo))可在1.06μm或1.3μm输出波长上提供高亮度、低发散的光束,而且可连续波、调制或Q开关方式工作。它的输出光束与单模光纤耦合相当简单而且耦合效率很高。新的Microyag系列将可提供窄的线宽(<200kHz),这对于用作为高分辨率光谱学和注入锁定高增益Nd:YAG放大器的光源非常有用。这些激光器也适     

半导体激光器的设计与数值研究

设计了半导体激光器的模型,它包含两个半导体光放大器(SOA),其中一个SOA充当调制器(调制SOA),另一个SOA充当增益介质(增益SOA)。对该模型进行了理论分析及数值模拟,结果表明:适当调节调制SOA的偏置电流,在增益SOA的偏置电流实现小信号净增益大于零的情况下,激光器能够输出高峰值功率、窄脉宽的锁模脉冲;调节注入脉冲,最终可以输出重复频率为25GHz的稳定光脉冲序列。     

注入锁定半导体激光器调制特性研究

通过速率方程建立外光注入半导体激光器的理论模型,在注入锁定条件下对其进行稳态及小信号分析,研究了注入光对调制特性的影响.结果表明,强光注入在一定程度上增大了谐振频率和调制带宽,但是抑制了响应增益,通过增大偏置电流加以补偿,才能获得理想的响应增益和带宽;并且外光注入大大降低了低频调制时的频率啁啾.     

高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性实验研究

研究了基于主振荡-功率放大(MOPA)结构的高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性及影响因素.分析了高功率输出条件下,受激拉曼散射(SRS)对激光增益特性和光谱特性的影响,指出SRS是限制光纤激光器功率提高的主要原因.通过扩大增益光纤的有效模场面积、缩短光纤长度,有效抑制了SRS的产生,获得了平均功率64 W,重复频率50 kHz,脉冲宽度14 ns的脉冲激光输出.分析了光纤弯曲对激光输出特性的影响,结果表明,适当减小光纤的盘绕直径可以在一定程度上改善输出激光的光束质量.     

掺铒铌酸锂调Q激光器的设计和分析

本文设计了用Mach-Zehnder干涉型调制开关作为调Q开关的掺铒铌酸锂（Er:LiNbO3）调Q波导激光器,并进行分析。发现激光器输出功率可达1.5kW以上;比较了泵浦光波长为980nm和1480nm时的输出功率和脉冲宽度的情况,研究了腔长变化对激光器输出特性的影响,发现用1480nm光泵浦时阈值较低,但用980nm光泵浦能得到更高的峰值功率和更窄的脉冲宽度。     

增益饱和对半导体激光器调制特性的影响

本文用小信号分析法建立了半导体激光器调制的数学模拟，用这个模型研究了增益饱和对半导体激光器的功率调制，波长调制和ＣＰＲ值的影响。     

基于半导体激光器调制技术的百瓦级线偏振纳秒掺铥光纤激光器

报道了基于半导体纳秒调制技术的百瓦级、线性偏振掺铥光纤激光器。该激光器采用调制半导体激光器作为种子源,脉冲宽度为20 ns,重复频率在200 k Hz~1 MHz范围内连续可调。当重复频率为200 k Hz时,经主功率振荡放大器(MOPA)得到100 W平均功率输出。最高输出功率时,由于存在增益整形机制,脉冲宽度由20 ns降低为6 ns。相应的峰值功率达到83 k W,单脉冲能量为0.5 m J,最高输出功率下系统输出偏振消光比达到17 d B。据本文所知,这是首次报道基于半导体调制技术的百瓦级、纳秒脉宽、线偏振的掺铥光纤激光器。     

注入锁定掺铒光纤环形腔激光器及波长调谐技术

研究了掺铒光纤环形腔激光器(EDFRL)的注入锁定现象,提出了一种实现可调谐的单纵模EDFRL波长及功率稳定的新方法,即利用注入锁定技术向法布里-珀罗可调滤波器结合复合腔结构的EDFRL腔内注入低功率的连续光,使某一纵模在注入连续光的基础上起振.这个纵模在对增益介质的竞争中可以稳定地占据优势,从而与注入信号发生锁定,实现激光器输出光谱的稳定.实验得到激光器在1527.4～1561.9 nm范围内波长可调,输出功率＞0.6 dBm,信噪比(SNR)＞43 dB;输出光波长与功率抖动分别＜0.01 nm和≤0.02 dB,且线宽约为1.4 kHz.     

注入锁定掺铒光纤环形腔激光器及波长调谐技术

研究了掺铒光纤环形腔激光器(EDFRL)的注入锁定现象,提出了一种实现可调谐的单纵模EDFRL波长及功率稳定的新方法,即利用注入锁定技术向法布里-珀罗可调滤波器结合复合腔结构的EDFRL腔内注入低功率的连续光,使某一纵模在注入连续光的基础上起振.这个纵模在对增益介质的竞争中可以稳定地占据优势,从而与注入信号发生锁定,实现激光器输出光谱的稳定.实验得到激光器在1527.4～1561.9 nm范围内波长可调,输出功率＞0.6 dBm,信噪比(SNR)＞43 dB;输出光波长与功率抖动分别＜0.01 nm和≤0.02 dB,且线宽约为1.4 kHz.     

增益非线性参数对半导体激光器调制特性的影响

本文用小信号分析法建立了半导体激光器调制的数学模拟，用这个模型研究了增益与载流子密度的非线性依赖关系对半导体激光器的功率调制、波长调制和ＣＰＲ值的影响。     

连续工作的体布拉格光栅外腔半导体激光器的温度特性

对体布拉格光栅(VBG)作为波长选择元件的外腔半导体激光器的波长锁定进行了实验研究,报道了连续运转输出功率达43.5 W的半导体激光器阵列的体布拉格光栅波长锁定实验结果,给出了不同热沉温度下的稳定的波长锁定结果,说明采用体布拉格光栅外腔将减小半导体激光器的温控压力。实验中发现,随着注入电流的增大,输出激光功率逐渐增强,锁定的激射波长向长波长方向偏移。在输出功率为34.5 W时,波长红移约0.56 nm。这一移动与实验测量的体布拉格光栅的温度特性相吻合。连续和高占空比运行、高输出功率情况下,在器件的设计和使用时应该考虑这一效应。     

基于MOPA结构的1064nm单频光纤激光器

为了抑制受激布里渊散射效应, 提高单频窄线宽种子源的放大功率, 采用主振荡功率放大器结构, 并对光纤长度、纤芯直径和抽运参量进行优化, 实现了42W的1064nm信号光输出。实验中, 一级放大采用914nm半导体激光器作为抽运源, 增益光纤芯径10μm, 长度8m;二级放大采用976nm半导体激光器作为抽运源, 增益光纤芯径20μm, 长度2.4m。在种子光功率40mW、一级放大的抽运功率6.8W、二级放大的抽运功率85W时, 得到了42W的1064nm信号光输出。结果表明, 光光转换效率约49.4%, 偏振消光比27.5dB; 输出信号光中心波长1064.5nm, 线宽约70MHz, 保持了种子光的单频特性。在42W连续输出时没有观察到受激布里渊散射, 继续增大抽运功率, 有望实现更高功率的放大。     

注入锁定法布里-珀罗激光器的单模工作特性

使用分布式反馈(DFB)激光器对法布里-珀罗(F-P)激光器进行单模注入锁定.通过改变F-P激光器的偏置电流,DFB激光器的输出功率以及两激光器间的波长失谐量,对注入锁定F-P激光器的光谱特性、功率特性以及频率响应特性进行实验分析.找出影响注入锁定F-P激光器稳定性的因素,并测量注入锁定F-P激光器的稳定锁定区;通过优化注人条件实现F-P激光器的高边模抑制比(SMSR)输出,最高可达55 dB;通过与自由运转F-P激光器比较,发现注入锁定可以明显抑制半导体激光器在高频调制下光谱的展宽.注入锁定后F-P激光器的3 dB调制带宽接近14 GHz.实验结果表明,通过合理设计光注入条件,注入锁定技术可以明显改善F-P激光器的光谱特性以及高频响应特性,并在高速光纤通信领域中得到广泛应用.     

Yb∶YAG表层增益板条激光放大器的研究

基于光纤与板条结合的主振荡功率放大器(MOPA)结构,以单模光纤激光器作为种子源,对Yb∶YAG表层增益板条进行功率放大。对单程及双程两种提取方式进行理论计算及实验研究,结果表明:在室温下,获得了1030 nm激光输出;当注入种子光功率为200 W,抽运光功率为11.2 kW时,单、双程放大输出功率分别为1.6 kW和2.6 kW,光-光转换效率分别为12.8%和21.4%;测得Yb∶YAG表层增益板条的透射波前畸变为1.3μm;Yb∶YAG表层增益板条具有作为高功率激光器增益介质的潜力。     

一种分布反馈注入放大半导体激光器的研制

研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方便。该系统可在激光冷却与囚禁、超冷量子气体、量子信息、原子频标及相关空间实验研究中得到应用。     

聚合物波导放大器获得8 dB光学增益

在一个掺稀土元素的聚合物波导中,德克萨斯大学的研究人员演示了1.06 μm处8 dB的光学增益。实验装置中,研究人员用钕-氯-六水化合物掺杂分子以便在由聚酰亚胺制成的5 cm长、部分氯化的多模通道光导中提供光致发光。聚合物掺杂层中典型的钕离子密度为1019/cm3,掺杂聚合物的折射率在633 nm处为1.57。 一台800 nm连续波钛宝石激光器为该实验装置提供抽运源,一台单模连续波Nd∶YAG激光器的1.06 μm输出提供放大信号。在约110 mW抽运功率和9 mW信号功率时获得8 dB的光学增益。在800 nm钕(Nd3+)掺杂离子吸收峰处观察到8 dB的增益峰,研究人员期望通过掺杂密度、抽运功率和信号功率的最佳化以获得更高的光学增益。     

百瓦级高重复频率窄脉宽光纤激光器实验研究

报道了一种基于主振荡-功率放大( MOPA)方式工作的脉冲光纤激光器.为了获得高重复频率、高峰值功率、高光束质量的激光输出,以自行研制的小型激光二极管(LD)抽运声光Q开关Nd∶GdVO4固体激光器作为种子源,采用两级掺Yb双包层光纤串联结构(光纤纤芯直径分别为20 μm和80 μm),对注入功率为2 W的种子激光信号进行放大.最终获得了平均功率103 W的脉冲激光输出,重复频率50 kHz,脉冲宽度12.7 ns,峰值功率达162 kW,光束质量M2=4.3.