掺Yb双包层光纤激光器获得50W激光输出

双包层光纤激光器同常规激光系统相比 ,其在散热、光束质量、效率、体积等方面具有显著优势 ,是高功率激光器向小型化、全固化和集成化发展的一个重要方向 ,采用掺Yb的双包层光纤实现高功率 1μm左右的单模激光输出是目前人们研究的重点。最近 ,我们采用准直输出的大功率半导体激光器为抽运源 ,通过特殊设计的抽运耦合系统来抽运D形内包层的双包层光纤 ,获得了 5 0 3W的激光功率输出。所用抽运源为准直输出的大功率LD模块 ,其输出约为 72mm× 2 4mm的长方形准直光束 ,中心波长约在 975nm。双包层光纤为D形内包层 (35 0 /4 0 0 μm )的掺…     

光纤参数对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的影响

为了研究掺杂浓度、包层尺寸对双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的影响,根据双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器产生激光的机理,基于速率方程,采用改变Er3+,Yb3+掺杂浓度、内包层尺寸等光纤参数的方法,得到了双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器随光纤参数变化的特征结果。结果表明,在Er3+掺杂浓度不变的情况下,增大Yb3+的掺杂浓度,可有效地提高激光器的输出功率;在Yb3+掺杂浓度保持不变的情况下,增大Er3+掺杂浓度,也可提高激光器的输出功率,但提高的幅度不明显;减小内包层尺寸,激光器的最佳光纤长度随之减小。     

PD光通信有源及无源器件

掺 Yb3 +双包层光纤戴能利　胡丽丽白　喻(中国科学院上海光学精密机械研究所 ,上海 2 0 180 0 ) (武汉科技大学 ,武汉 4 30 0 81)　　掺 Yb3+双包层光纤具有增益带宽宽、量子效率高及无激发态吸收、无浓度淬灭的特点 ,是用作高功率连续输出光纤激光器的理想光纤之一。近年来随着拉曼放大器的开发应用与发展 ,掺 Yb3+双包层光纤的研究更加激起各国专家的研究兴趣。本文对掺 Yb3+双包层光纤在以下几方面作了全面的综述 :1)掺 Yb3+双包层光纤产生的背景、发展历史 ;2 )掺 Yb3+双包层光纤的结构组成、工作原理和制造工艺 ;3)掺 Yb3+双包层光…     

混合调Q包层抽运光纤激光器

介绍了一种混合式调Q双包层掺Yb3+光纤激光器.激光器由LD抽运源、光纤Bragg光栅(FBG)、双包层掺Yb3+光纤和一段普通单模通信光纤组成.抽运源为大功率多模半导体激光器(LD),带有直径400 μm的输出尾纤,输出中心波长为975.8 nm,可输出1 Hz～10 kHz的脉冲激光.LD通过光纤Bragg光栅抽运掺Yb3+双包层光纤(DCF).光纤Bragg光栅反射的中心波长为1086.92 nm,反射率98%,线宽0.2 nm.抽运光经过光纤光栅耦合到双包层光纤中.双包层掺Yb3+光纤为俄罗斯普物所的产品,其芯径7 μm,数值孔径0.5,内包层为矩形结构(125 μm×125 μm).普通单模通信光纤中的背向受激Brillouin散射以极短(1 ns)的弛豫振荡脉冲形式给激光谐振腔提供很强的反馈.它不仅起到腔反馈的作用,而且产生一个纳秒量级的窄脉冲. 实验中当不接入单模光纤(利用光纤端面4%菲涅耳反射作为反馈),只利用抽运源脉冲抽运调Q时,可获得峰值功率50 W,脉冲宽度为10 s的调Q脉冲序列.当接入单模光纤混合调Q后,可观察到大约2 ns的巨脉冲输出,此时脉冲不稳定.当单模光纤输出端反馈被抑制后,可以得到稳定的巨脉冲输出.脉冲宽度1.6 ns,重复率由抽运光信号频率决定,在1 kHz～10 kHz之间时可观察到稳定的巨脉冲输出,最大脉冲峰值功率为5 kW.(OB4)     

掺Yb^3＋双包层光纤

掺Yb3+双包层光纤具有增益带宽宽、量子效率高及无激发态吸收、无浓度淬灭的特点,是用作高功率连续输出光纤激光器的理想光纤之一.近年来随着拉曼放大器的开发应用与发展,掺Yb3+双包层光纤的研究更加激起各国专家的研究兴趣. 本文对掺Yb3+双包层光纤在以下几方面作了全面的综述: 1) 掺Yb3+双包层光纤产生的背景、发展历史; 2) 掺Yb3+双包层光纤的结构组成、工作原理和制造工艺; 3) 掺Yb3+双包层光纤的性能及其影响因素; 4) 掺Yb3+双包层光纤的应用; 5) 目前掺Yb3+双包层光纤研究中存在的问题.(PD1)     

内包层形状新颖的掺Yb~(3+)双包层光纤激光器

掺Ｙｂ3+双包层光纤激光器可提供波长在 1μｍ附近的大功率输出 ,在拉曼放大器、空间光通讯、工业加工等众金领域有着广泛的应用。我们利用自行研制的、形状新颖的掺Ｙｂ3+双包层光纤作为激光介质 ,成功地进行了激光实验。以ＭＣＶＤ工艺加溶液掺杂法制备掺Ｙｂ3+石英光纤预制棒 ,经机械加工后拉制出内包层为矩形和方形的光纤。为了与光源尾纤很好地匹配 ,确定内包层的尺寸分别为 :10 0 μｍ× 70 μｍ ,85μｍ× 85μｍ ;在 976ｎｍ波长下的传输损耗分别为 :73ｄＢ/ｋｍ ,65ｄＢ/ｋｍ ;数值孔径≥ 0 35。单模芯子的掺杂浓度约 2 4 0 0× 1…     

掺Yb3+双包层石英光纤的研制及其激光特性

用MCVD工艺加溶液掺杂法研制成功了大几何尺寸、大数值孔径内包层的掺Yb3+双包层石英光纤,内包层直径125μm,数值孔径达0.36.完成了包层抽运光纤激光器的初步实验,在波长1.06μm处获得220mW的激光输出,光-光转换效率为26%.     

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。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的实验研究

通过采用长度为2m、入纤功率为1W的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤作为增益介质所进行的双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器的实验,得到了波长为1563.596nm、功率为242mW的激光输出     

新型全光纤结构双包层光纤激光器

基于对双包层光纤的内包层结构、掺杂浓度、剖面折射率分布、外包层的背底损耗等因素对泵浦光吸收效率的影响进行分析的基础上,对掺Yb3 双包层光纤内包层直径对泵浦光的吸收长度和泵浦效率进行了理论模拟.采用半导体激光二极管光纤模块作为泵浦源,采用梅花瓣型双包层光纤与光纤光栅元件连接制作了全光纤结构的光纤激光器,实验获得了6.02W单模光纤激光器,中心波长为1080nm,半高宽为0.11nm,斜率效率为1.7W/A.     

双包层光纤侧面耦合器

研究了一种侧面抽运双包层光纤的方法,从被剥除了外包层、端面为350μm×400μm的D型双包层光纤内包层上切下长度为3mm的一段柱体,并胶合在相同的双包层光纤内包层的侧面上,构成了柱体-光纤侧面耦合器。半导体激光器的抽运光从该柱体的一端入射并通过它耦合进入双包层光纤的内包层,实验测得耦合器最大耦合效率为85%。该方法适用于输出功率为数瓦的光纤激光器和放大器的侧面抽运。     

选用国产元件的CW1．8W掺Yb3＋双包层光纤激光器

给出一种全部国产器件的双包层光纤激光器，自行研制了D形内包层双包层光纤和耦合系统。该激光系统连续输出功率为1．8W，阈值情况下的激光3dB带宽为0．33nm。     

高斜率效率65W双包层掺Yb光纤激光器

用多模大功率ＬＤ抽运掺Ｙｂ双包层光纤 ,研制出了一台高斜率效率的双包层光纤激光器。实验采用线形腔结构 ,ＬＤ端面抽运 2 0ｍ长掺Ｙｂ双包层光纤。ＬＤ抽运源输出中心波长 976ｎｍ ,带有直径80 0 μｍ的输出尾纤 ,数值孔径小于 0 2 2。抽运光经透镜组耦合进入光纤内包层。     

基于光纤Bragg光栅的光纤激光器实验研究

利用熔接在掺Yb^3＋双包层光纤两端的光纤Bragg光栅作为光纤激光器的谐振腔．用中心波长为976nm的半导体激光器（LD）为泵浦源,对D型内包层掺Yb^3＋双包层光纤进行泵浦,实现了25W的单模激光输出,输出波长为1085．6nm,峰值半宽（FWHM）为0．3nm,以及总体68％光-光转换效率。     

激射波长和泵浦波长对掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的影响

为探讨激射波长和泵浦波长对掺Yb3+双包层光纤激光器的影响,数值模拟了泵浦波长为975nm和915nm,激射波长在1050nm至1120nm范围变化时,掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性.结果表明,当泵浦波长为975nm,激射波长在1088nm左右,以及泵浦波长为915nm时,激射波长在1080nm左右时,双向泵浦和反向泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器输出功率达到最大值.与915nm的泵浦源相比,利用975nm泵浦可使泵浦阈值功率降低以及获得更高的激光翰出功率.泵浦波长为975nm和915nm时,激射波长在1090nm附近,阈值功率达到最低值.所得的结果对激光器的优化设计具有重要意义.     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器稳态特性的分析

对980nm泵浦光泵浦双包层Er3+/Yb3+共掺光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光与激光在双包层Er3+/Yb3+ 共掺光纤中的分布情况、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度与腔镜反射率对输出激光功率的影响,计算的最大斜效率为56.3%,接近于理论计算值的极限。     

低重复频率脉冲掺镱光纤放大器

为了研究低重复频率两级脉冲掺Yb3+光纤放大器,采用脉冲信号驱动的半导体激光器作为种子光源,产生重频100Hz、半峰全宽100ns、能量30nJ的矩形光脉冲。第1级放大采用单模掺Yb3+光纤放大器,双程放大方案有效地抑制了放大自发辐射,放大后的脉冲能量达到了8.2μJ。第2级放大采用纤芯直径15μm的双包层掺Yb3+光纤放大器,大功率多模半导体激光器连续抽运。结果在抽运功率为7.3W时,放大输出脉冲能量达到了242μJ,放大输出半峰全宽压缩为29ns。输出的光束质量较好,为准单模输出。结果表明,该光纤放大器输出脉冲能量高,具有全光纤化、结构简单的特点。     

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,…     

掺Yb3+双包层光纤激光器的研究进展

光纤激光器以其独特的优势得到快速发展,其应用范围已经扩展到工业加工、国防军事、医疗等领域。综述了连续、脉冲掺Yb3+双包层光纤激光器的国内外研究进展,介绍了利用能承受高功率的合束器、光纤光栅的全光纤激光器,利用种子光主振荡光纤放大技术产生高光束质量、高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器。分析了影响光纤激光器功率提高的因素,如光纤的损伤、非线性性效应、热效应。最后,对掺Yb3+双包层光纤激光器的发展前景进行了展望。     

掺镱双包层结构单模石英光纤的制备

主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺Yb3+双包层结构单模石英光纤的原理及制作工艺。制作出Yb3+掺杂浓度高(吸收损耗2-10dB/m)(976nm)、基底损耗低(<10dB/Km)(1300nm)的掺Yb3+双包层结构单模石英光纤。