LD纵向抽运固体激光器中的耦合系统

介绍了目前在LD纵向抽运的固体激光器中可以采用的各种耦合系统，分析了它们的优缺点及适用范围，重点研究了排球面柱透镜系统和透镜导管耦合系统。     

光纤激光器透镜耦合系统的优化设计

准直一聚焦双透镜系统是光纤激光器中常用的一种泵浦耦合技术,但是对于大功率LD泵浦源尾纤输出的多模类高斯光束,难以解析表达其中高阶模式的透镜变换规律,根据此设计透镜耦合系统过程也很复杂。本文用几何光学的方法保证数值孔径的匹配,以类高斯光束光斑尺寸作为基模高斯光束束腰,用基模高斯光束传播规律来简化大功率光纤激光器透镜耦合系统的优化设计.最后给出了一个利用MAT-LAB优化工具函数设计双透镜聚焦耦合系统的实例。     

2μm波长掺Tm3+光纤激光器的研究进展

2μm波长掺Tm3 光纤激光器是应用于医学治疗、人眼安全和激光雷达等远程探测系统的理想光源.介绍了Tm 的能级特点,并对2μm波长掺Tm3 光纤激光器的各种泵浦方式进行了比较.     

2μm掺铥（Tm~（3＋））光纤激光器的实验研究

为了实现高效、紧凑、窄线宽的2μm激光输出,采用中心波长为790nm的LD激光器作为泵浦源端面泵浦掺铥光纤,半导体散热系统,光纤布拉格光栅（FBG）构成谐振腔的全光纤激光器。首先,我们采用一个光栅,光纤尾端采用4%的菲涅尔反射,将所有的光学元件熔接在一起后,我们获得了2μm的稳定输出。当泵浦电流为44A时,获得的最大输出功率为8.7W,斜率效率为29.4%,其线宽为4.5m,阈值功率为0.7W。当采用两个光栅构成谐振腔时,其线宽可窄至3nm左右,光斑质量可得到进一步的提高.实验结果表明：该激光器稳定性可靠、输出激光线宽较窄,功率较高,光斑质量好。     

940nm LD泵浦双包层掺镱光纤激光器的实验研究

对940nm半导体激光器泵浦的掺镱双包层光纤激光器进行了实验研究.在双端泵浦下,采用两种不同的腔结构对光纤激光器的输出特性进行研究.以光纤两端面构成平-平(F-P)腔获得了总功率为10.1W的连续激光输出,斜效率达40.5%,输出激光的光谱范围为1092～1103nm;以二色镜和光纤反馈端面构成平-平腔,获得单端输出功率为6.42W的连续激光输出, 输出激光的光谱范围为1091～1105nm,在此输出功率下测得功率不稳定度为1.6%(RMS).     

增益开关掺Tm3+光纤激光器的理论与实验研究

与固体激光器不同,光纤激光器中增益光纤长度可近似认为整个谐振腔的长度,传统的速率方程模型只考虑激光器参数随时间变化,而不考虑这些参数沿轴向变化情况,会在理论上对激光器输出特性的分析带来误差。本文建立带内泵浦的增益开关掺Tm3+光纤激光器的行波方程模型,研究了腔内光子数、上能级粒子数和泵浦脉冲沿光纤轴向分布情况,以及不同重频和纤芯的增益光纤可提取能量的变化。在100 ns脉宽和15 μJ脉冲能量的泵浦脉冲作用下,当重频增加至5 MHz时,激光输出脉冲会出现多脉冲振荡现象。实验上实现了全光纤化的增益开关掺Tm3+光纤激光器,将实验结果与理论分析进行比较,两者之间较好相符。     

光纤耦合高功率半导体激光器系统

介绍了利用多模光纤同空间列阵半导体激光器实现有效耦合,再将光纤组合后输出的技术.阐述了半导体激光器与光纤耦合的一般理论.对半导体激光器的发散角、多模光纤和半导体激光器耦合的常规技术进行了分析.介绍了多模光纤和半导体激光器耦合的新技术,即在半导体激光器与光纤之间加光纤微透镜的耦合技术.这种技术可有效地提高耦合效率,使之达到80%以上.将空间列阵半导体激光器通过光纤耦合后组合输出是使半导体激光器得以实际应用的有效途径.(PC5)     

LD端面抽运掺Yb3+双包层光纤激光器自脉动行为的实验研究

本文对连续波半导体激光器端面抽运的Fabry-Perot腔掺Yb3 双包层光纤激光器的自脉动输出行为进行了研究．发现低Q值腔光纤激光器具有两种形式的自脉动输出，一种是饱和吸收被动调Q产生的自脉冲,另一种是与光纤中的受激Raman散射(SRS)效应相对应的阵发性巨脉冲．通过提高光纤激光器谐振腔的Q值并选择合适的抽运功率，可以有效地减小输出功率的自脉动，获得稳定的连续波激光输出．     

974nm半导体激光器的光纤耦合研究

根据半导体激光器和单模光纤模场分布特点,用模式耦合理论研究了单模光纤与半导体激光器的耦合,结果表明将光纤端面制作成楔形微透镜可以使光纤与半导体激光器的耦合满足模场匹配和相位匹配的要求。用遗传算法对楔形光纤微透镜参数进行优化,得到楔角为88°,柱透镜半径为3.44μm,耦合距离为6.13μm时耦合效率达到最佳值,用Zemax光学仿真软件对耦合模型进行仿真,得到耦合效率为88.9%,耦合好的模块经激光点焊及高低温环境测试后,得到最大耦合效率为81.36%。实验结果与仿真结果相差不大,耦合输出功率满足了作为光纤激光器种子源的功率要求。     

掺铥光纤激光器研究进展

介绍了掺铥光纤激光器的基本结构以及工作原理;综述和分析了掺铥光纤激光器的研究国内外进展,阐述了掺铥光纤激光器可以采用几种不同的抽运源进行抽运,即LD抽运源、Nd∶YAG激光器抽运源、掺Yb3+光纤激光器抽运源以及色心、掺铒光纤激光器抽运源等。同时也指出了如何提高激光器输出特性的方法,即进一步改善交叉弛豫率、降低上转换以及热处理等。最后展望了掺铥光纤激光器在生物医学领域的应用前景。     

掺Er~（3＋）和掺Er~（3＋）／Yb~（3＋）光纤中1313nm到780nm的频率上转换过程

研究了在连续锁模和调Ｑ锁模两种脉冲泵浦条件下，掺Ｅｒ（３＋）和掺Ｅ３＋／Ｙｂ３＋单模ＧｅＯ２／ＳｉＯ２石英光纤中，１３１３ｎｍＮｄ：ＹＬＦ激光到７８０ｎｍ波长的频率上转换过程。Ｅｒ３＋离子在共振吸收两个光子后到４Ｆ９／２态，再经快速的无辐射转移到４Ｉ９／２态．形成７８０ｎｍ辐射。在连续锁模泵浦条件下．１３１３ｎｍ至７８０ｎｍ的转换效率比调Ｑ锁模条件下更高．而后者的峰值功率是前者的几百倍。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的自脉冲行为分析

为了对掺Yb3+双包层光纤激光器的自脉冲行为进行系统的理论研究,采用数值模拟方法,对光子数密度和反转粒子数密度随时间及抽运功率的变化、阻尼系数与后腔镜的反射率和掺杂粒子浓度的关系,以及光纤本身固有振荡频率随后腔镜反射率的变化进行了理论分析.结果表明,随抽运功率的增加,振荡频率增加,振幅度减小;降低输出端的反馈和粒子的浓度可以抑制自脉冲现象.另外提出了抑制光纤激光器自脉冲的措施,为设计掺Yb3+双包层光纤激光器提供了理论依据.     

LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器的研究

本文通过数值分析对线形腔LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器进行研究,分析了不同泵浦方式下的泵浦光、激光输出功率和增益特性在光纤中的分布。结果表明,双端非对称泵浦比较适合高功率光纤激光器。进一步又研究双端非对称泵浦输出功率与光纤长度及腔镜反射率的影响,为提高光纤激光器的输出功率提供了理论和实验依据。     

双波长腔外同步和频355nm准连续全固态激光器

为了获得能够实用化的大功率355nm准连续全固态激光器,采用同一台双通道射频驱动源对准连续1064nm激光器和532nm激光器中的声光Q开关同时进行调制的方法来实现二者的同步,通过消色差透镜将1064nm光和532nm光同时耦合到Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行和频产生355nm紫外激光。在总注入电功率为436W、重复频率为6kHz时,355nm激光最大输出功率6.8W,脉宽为67ns,总转换效率为1.56%。结果表明,采用双波长腔外同步和频的方法可以获得大功率355nm准连续激光输出。     

1053 nm掺Yb3+全光纤单频环形腔激光器

报道了采用相移光纤光栅代替均匀光纤光栅和昂贵的环形器作为窄带带通滤波器 ,用Mach Zehnder光纤滤波器作宽带带通滤波器 ,同时利用光纤的可饱和吸收效应 ,用全光纤环形腔得到了 10 5 3nm的单频输出激光器。     

1．45μm及1．47μm半导体激光器泵浦的掺铒光纤放大器实验研究

利用１．４７μｍ及１．４５μｍ半导体激光器泵浦的掺铒光纤放大器进行了实验研究。结果表明，用１．４５μｍ半导体激光器泵浦掺铒光纤也能对信号光放大。用１．４５μｍ和１．４７μｍ半导体激光器双向泵浦掺铒光纤，获得了２７ｄＢ的增益。     

高温气相掺杂法制备高掺铥石英光纤

介绍了用高温气相掺杂技术制备高掺铥双包层光纤的原理及制备工艺。通过料路温度与掺杂浓度的对比实验,以及对该新制备工艺的研究完善,找到了合适的料路温度,提高了铥的掺杂浓度和掺杂浓度的均匀性,新工艺有效消除了预制棒芯部的凹陷,降低了光纤的本底损耗,最终制作出掺杂浓度高(≥0.6%)、内包层形状为D形的高性能的掺铥双包层光纤。     

掺钕单模光纤激光器的调Q实验研究

采用连续运转Ar+激光器5145 Å输出波长光作为泵浦源,采取端泵浦的平凹光学谐振腔结构,用光学斩波器作为Q开关,建立了掺钕单模光纤激光器的调Q实验装置,对这种激光器的调Q特性进行了实验研究和讨论。