980nm光纤激光器发展现状与展望

980nm波段的掺镱光纤激光器因有望获得高亮度激光输出,代替980nm波段的半导体激光器成为掺铒/镱光纤激光器高亮度的抽运源而备受关注。从980nm波段光纤激光器广泛使用的4类增益光纤——单模单包层掺镱光纤、常规双包层掺镱光纤、JAC(Jacketed air-clad)掺镱光纤以及超大纤芯掺镱光子晶体光纤出发,对国际上各研究机构所做的工作进行了综述,介绍了其实验进展和存在的问题。最后就980nm波段光纤激光器的未来发展方向进行了探讨。     

高功率窄线宽全光纤结构掺铥连续光纤激光器

报道了高功率、窄线宽、全光纤结构的2μm波段掺铥连续光纤激光器。该掺铥连续光纤激光器采用了主振荡功率放大(MOPA)结构设计,通过采用790nm的多模半导体激光器抽运双包层单模掺铥光纤,获得了稳定的中心波长为1963nm的窄线宽、连续激光输出,最大输出功率为20mW。利用该低功率连续激光作为种子源经过两级掺铥光纤放大器后,平均输出功率达到了22W,相应的斜率效率为44%,激光中心波长为1963nm,3dB光谱线宽仅为0.24nm。     

窄线宽光纤激光器关键技术研究

文章介绍了实现窄线宽光纤激光器的线宽压缩方法，并采用掺Er^3＋光纤作为增益介质，980nmLD激光器作为泵浦源，直线腔结构，光纤环行镜和光纤光栅共同作为腔镜，实现中心频率在1550nm波段的单频激光输出，并讨论了其关键技术和影响因素，为同类激光器的研制提供了参考。     

百瓦级全光纤掺铥光纤激光器及超荧光光源

报道了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)结构的窄线宽掺铥连续光纤激光器,该高功率光纤激光器由窄线宽连续光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成。激光种子源经过两级双包层掺铥光纤放大器后,最大平均输出功率为120W,功率放大器的斜率效率高达60%,输出激光的中心波长为1986nm,3dB光谱带宽为0.48nm,平均输出功率未能进一步提高仅受限于最大抽运功率。此外,利用该两级掺铥光纤放大器,得到了平均输出功率为122W的宽带超荧光光源,放大后的超荧光源的中心波长为1990nm,3dB光谱带宽为25nm。     

L-band EDFA中980nm泵浦激光器驱动控制电路的设计与调试

本文采用负电源纯模拟电路方案对长波段掺铒光纤放大器(L-band EDFA)的980nm泵浦激光器的驱动电路和温度控制电路进行了设计和调试，得到符合设计要求的结果。并以此为基础对我们自制的L-band EDFA进行了实验测试，取得了令人满意的结果。     

光纤放大器及其在光通信中的重要作用

简述了稀土掺杂光纤的特性，以及三能级光纤激光放大的基本原理。介绍了处于光通信第三窗口１．５５μｍ的铒光纤放大器和目前实用波段１．３μｍ光纤放大顺，以及光绗放大器在光孤子通信中的补偿作用。最后在光纤放大器的基础上讨论产生超短冲和红外辐射的几种新型纤激光器。     

基于单晶光纤的固体激光器研究进展

单晶光纤激光器在激光医疗、激光成像、光电对抗以及人眼安全测照等领域具有重大的应用价值,近年来成为新型固体激光源研究的热点.文章介绍了单晶光纤的制备方法,分析了单晶光纤激光器的工作原理,着重阐述了连续单晶光纤激光器、调Q单晶光纤激光器及种子注入单晶光纤激光放大器的技术方案和最新研究进展,讨论了单晶光纤激光器的优点和劣势,并对单晶光纤激光器的进一步发展进行了展望.     

工作在L-波段的可调谐环形腔掺铒光纤激光器

报道了一种波长调谐范围达 4 5nm的L 波段环形腔掺铒光纤激光器。利用偏振调谐的方法 ,可以使该激光器的工作波长在 15 6 0nm到 16 0 5nm范围内调谐 ,调谐范围几乎覆盖了整个L 波段。环形腔内用两段铒光纤作为增益介质 ,采用二次抽运方式 ,由一 980nm激光器抽运其中一段铒光纤产生的放大自发辐射作二次抽运源 ,再对腔内的两段铒光纤进行抽运 ,使它们的增益谱位移到L 波段 ,获得稳定的激光输出。实验中还对环形腔输出耦合器的输出耦合比对激光功率的影响作了研究     

一种实用化的高功率低噪声波长连续可调光纤激光器

报道了一种基于光纤光栅 (FBG)的高功率可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器由 980nm激光二极管(LD)抽运 ,在 15 6 2nm波段获得了线宽小于 0 0 4nm的激光输出 ,调谐范围可达 4 6nm ,输出波长复现性误差小于 0 0 8nm。由于铒光纤选择了最佳长度 ,并在光纤环路中引入两个隔离器抑制噪声 ,提高了信噪比 ,激光器输出的最大功率可达 4 2 8mW ,此时功率稳定性为± 0 0 3dB ,斜率效率为 7 3%。     

国外光纤激光器研究进展

介绍了典型光纤激光器的工作原理及光纤激光器具有的模式好,体积小,免冷却等一系列其他激光器无法比拟的优势,受到了来自通信、军事技术、工业加工、医疗和光信息等应用领域的高度关注,论述了国外在连续光纤激光器、脉冲光纤激光器等方面研究现状,最后总结了光纤激光器产业化的趋势。     

国产双锥形光纤实现4kW单模激光输出

基于自主研制的双锥形掺镱双包层光纤,开展了全光纤高功率光纤激光放大实验。激光系统实现了中心波长为1080 nm、最高功率为4 kW的单模激光输出,其光光效率和斜率效率分别为82%和83%,质量因子(M²)为1.33,拉曼抑制比为44 dB。实验结果表明,双锥形光纤具有同时提高非线性效应和模式不稳定性效应阈值的优势,有利于进一步提升高光束质量光纤激光器的输出功率。     

用大模场光子晶体光纤获得高功率飞秒激光

最近许多实验结果表明掺Yb光纤在提高输出功率方面还有很大潜力,而且由于大模面积光子晶体光纤的使用,飞秒光纤激光器的输出已经可以与传统飞秒固体激光器相比拟。报道了利用掺Yb的保偏型大模面积光子晶体光纤进行锁模和放大方面取得的实验结果,光子晶体光纤振荡级输出重复频率为51 MHz,脉冲宽度为450 fs,平均功率为2 W的飞秒激光,对应单脉冲能量40 nJ;同时利用国产双包层大模面积光纤进行了放大实验,在平均功率为毫瓦量级的种子光脉冲输入情况下,获得了103增益。     

半导体可饱和吸收镜调Q的Yb∶LSO激光器

报道了一个激光二极管(LD)抽运多波长连续输出的激光器和一个被动调Q的固体激光器。该激光器的增益材料是一种新型掺Yb3 的晶体Yb3 ∶Lu2SiO5(Yb∶LSO)。当吸收的抽运功率为2.57 W时,连续输出的最大功率为490 mW,斜率效率为22.2%,光-光转换效率为14.2%,激光阈值为299 mW,输出激光波长为1084 nm。多波长输出时,波长调谐范围为1034~1085 nm。利用InGaAs可饱和吸收镜实现调Q输出时,斜率效率为3.0%,激光波长为1058 nm。脉冲重复频率为25~39 kHz,重复频率随着抽运功率的增加而增加。     

UV generation by frequency quadrupling of a Yb-doped fiberamplifier

The pulsed output of a Yb-doped fiber amplifier was frequency doubled and quadrupled to generate visible and UV radiation. When pumped with 150-200 mW at 980 nm and seeded at 1064 nm, the amplifier produced an average power of 90 mW at 1064 nm, 45 mW at 532 nm, and 1.4 mW at 266 nm. These results indicate that frequency-converted fiber lasers and amplifiers will be able to replace conventional tunable UV sources (e,g,, frequency-converted dye lasers) in a number of applications     

全光纤结构的脉冲光纤放大器

结合双包层掺镱光纤(YDCF)和主振荡功率放大(MOPA)技术,利用熔融拉锥的光纤侧面耦合器,设计和实验研究了全光纤结构的脉冲光纤放大器。在不同重复频率时,通过放大脉冲激光的输出光谱,对输出脉冲激光中的剩余抽运光和受激拉曼散射光功率进行了修正;并研究了激光脉冲的时域特性,以及在脉冲放大过程中对输出激光脉冲宽度的压缩作用。获得输出放大脉冲激光的主要参数:峰值波长为1075 nm,脉冲宽度为18~300 ns,重复频率为5~20 kHz,峰值功率达9.87 kW,斜率效率达52.2%,光束质量M2=2.0。同时,制作完成了一台结构紧凑、全光纤结构的脉冲光纤放大器样机,其最大外形尺寸为370 mm×270 mm×90 mm。     

高功率掺Yb3 双包层光子晶体光纤超荧光光源

实验报道了一种新型的高功率宽带掺Yb^3＋双包层光子晶体光纤（DC-PCF）超荧光光源（SFS）。利用端面耦合技术直接将高功率激光二极管激光器（LD，中心波长为976nm）输出的泵浦光耦合进掺Yb^3＋ DC-PCF。采用双程前向泵浦方式获得了平坦的宽带超荧光输出，最大超荧光输出功率1．649W，斜率效率为56．7％，3dB带宽为22．4nm。     

瓦级双包层光纤超荧光光源的实验研究

采用大功率半导体激光器抽运25m掺Yb双包层光纤，在单程装置中，前向(SPF)和后向(SPB)分别获得了1．46w和1．82w最大超荧光功率，斜度效率分别为23．4％0和29．2％，3dB带宽最大为11nm。采用特定范围波长双色镜作为前腔镜，形成双程前向(DPF)装置，获得最大超荧光输出功率2．12W，此时斜度效率为43．2％，中心波长在1070nm，输出光谱平坦性较好，3dB带宽从单程的11nm提高到42nm。     

百瓦级1 030 nm光纤-固体混合放大激光器

光纤-固体混合放大技术能够将光纤激光器和固体放大器的优势结合,获得结构紧凑、成本低廉的高功率超短脉冲激光。因此,实验设计了基于掺镱光纤-固体混合放大技术的高平均功率超短脉冲激光器。该激光器主要由全光纤结构激光器和两级固体放大器组成,第一级为基于Yb: YAG单晶光纤的固体放大器,第二级为基于无侧面抛光的棒状Yb: YAG晶体的主放大器。超短脉冲全光纤前端平均输出功率为6.5 W,重复频率52.9 MHz,脉冲宽度47.5 ps。第一级单晶光纤放大器采用单通放大形式,在反向泵浦功率182 W时获得40 W的平均功率。第二级固体放大器同样为单通放大,在反向泵浦功率307 W时获得平均功率122.9 W的超短脉冲激光输出,滤除热退偏激光后获得了107.3 W的线偏振超短脉冲激光,对应斜效率为26.1%。此时测得脉冲宽度为12.1 ps,中心波长为1 030.6 nm,光谱宽度为2.4 nm。在最大输出功率107.3 W时,测得水平和垂直方向的光束质量因子M_x2=1.45,M_y2=1.20。     

高功率Er/Yb共掺光纤超荧光光源

为了获得高功率超荧光输出,采用6个976nm的LD,通过一个光纤束耦合器同时抽运Er/Yb共掺光纤,分别研究了单程后向结构和双程后向结构超荧光光源的输出特性.采用单程后向装置,当抽运功率为957mW时,输出功率为120.4mW,斜率效率达到17.5%.在双程后向结构的实验装置中加入4m掺Er光纤,有效地将超荧光的3dB带宽拓展到88nm.     

Littman光栅外腔可调谐Yb3+双包层光纤激光器

本文对LD泵浦的光栅外腔可调谐双包层Yb3 光纤激光器进行了实验研究．采用Littman外腔结构，研究了Yb3 光纤激光器的调谐特性．输出激光调谐范围42nm，谱线宽度0．08nm，最大输出功率达到了460mW，斜率效率约30％．并对其输出光功率随波长的变化进行了观测和分析．