光纤激光器特种光纤最新进展及建议

<正>自从光纤激光器问世后,高功率光纤激光器成为激光领域最为活跃的研究方向之一。随着新型泵浦技术的采用和大功率半导体激光器制造工业的进一步发展成熟,光纤激光器得到了飞速发展。与传统的固体激光器相比,高功率光纤激光器具有结构简单、阈值低、散热性能好、转换效率高、光束质量好等优点。其中特种光纤技术、包层泵浦技术、光纤光栅技术、半导体泵浦激光器技术以及光纤激光器整机技术被认为是光纤激光器的五大核心关键技术。接下来我们简单谈谈特种光纤技术方面的相关进展。全光纤激光器需要使用双包层有源光     

高功率掺镱双包层光纤激光器的优化和设计

针对高功率掺杂光纤激光器设计中存在的多个设计参数无法全局最优化的问题,本文提出一种高效灵活的遗传算法对高功率掺镱双包层光纤激光器的六个重要参数（泵浦波长、信号波长、谐振腔的反射率、光纤长度、掺杂浓度、泵浦功率）同时进行多维变量优化。该方法采用一种全局优化算法（遗传算法1,分别讨论了在输出信号功率作为遗传算法中的目标函数时,高功率掺镱双包层光纤激光器的各个系统参数配置。实验结果表明,在所设定的波长范围内,最优的泵浦波长和信号波长分别为975nm和1044nm;最优光纤长度和掺杂浓度有一一对应的取值;谐振腔输入镜面反射率应越大越好,而输出镜面反射率与泵浦功率的大小相关。     

非对称光纤反射镜的可调谐光纤激光器

提出一种非对称窄带光纤环形反射镜结构的可调谐掺铒光纤激光器。980nm泵浦光对掺铒有源光纤进行抽运,高双折射光纤、偏振控制器（PC）和光纤耦合器构成窄带光纤反射镜,窄带光纤反射镜和普通光纤反射镜组成激光谐振腔,利用窄带光纤反射镜工作带宽纳米量级的特性得到单纵模激光。调整偏振控制器改变反射镜对不同波长的反射率,实现可变波长的激光输出。实验表明,该激光器的工作带宽为8nm,120mW泵浦光条件下最大输出功率为4mW,3dB带宽（脉冲的半高宽度）小于0．2nm,边模抑制比为20dB以上,在1527nm～1535nm的波长范围内观察到稳定激光输出。     

优质长尺寸掺钛宝石晶体生长及实用型灯泵钛宝石激光器的研究

掺钛宝石晶体是80年代初期发展起来的新型可调谐激光晶体。掺钛宝石激光器具有调谐范围宽、效率高、寿命长等特点,被广泛地应用于环境污染监测、军事应用、瞬态光学、激光光谱学等领域,受到各国科学家和军方的普遍重视。美国至今仍以国家安全的原因,对出口到中国的钛宝石激光棒实行禁运。 中国科学院安微光学精密机械研究所最早在国内开展掺钛宝石晶体生长和闪光灯泵浦的钛宝石激光器的研究工作。“八     

基于Sagnac环形滤波器的多波长掺铥光纤激光器

为了实现2μm波段多波长激光输出,提出并设计了一种基于Sagnac环形滤波结构的多波长掺铥光纤激光器.激光器由波长793 nm的泵浦源、波分复用器、光纤耦合器、保偏光纤、掺铥光纤以及偏振控制器构成,其中Sagnac环形滤波器以及光纤环形镜作为激光器的反射端.实验中,激光器工作阈值为77.5 m W,通过调节偏振控制器,实现了稳定的单波长激光输出.波长为1 852.8 nm的单波长激光输出时,在50 min监测时间内波长最大漂移为0.1 nm,功率最大漂移为0.252 d B,激光3 d B线宽和信噪比分别为0.3 nm和35.7 d B.通过调节偏振控制器,在1 850~1 900 nm光谱范围内实现了1~4波长的激光输出.     

大功率半导体激光器光纤耦合模块的温度控制

随着光纤激光器技术的飞速发展,作为光纤激光器泵浦源的高功率,高亮度的大功率半导体激光器光纤耦合模块越来越受到人们的关注。提高光纤耦合效率和光纤耦合模块的可靠性,有效控制大功率半导体激光器光纤耦合模块的温度成为人们关注的重点。     

光泵浦垂直外腔面发射激光器特性及研究进展

介绍了光泵浦垂直外腔面发射激光器的结构、增益芯片工作原理及性能优势,综合评述该领域的最新研究进展,包括高功率、腔内倍频、可调谐运转、被动锁模等技术的最新进展,并探讨该类型激光器的发展前景和技术发展方向。     

铒离子浓度对掺铒光纤光源性能影响研究

研究了铒离子掺杂浓度对掺铒光纤光源的泵浦效率和波长稳定性的影响.在设计好的单程后向光源中采用5种不同类型的光纤分别进行了实验,通过比较采用不同光纤时掺铒光纤光源的输出特性发现掺铒光纤光源的泵浦效率随铒离子浓度增大而先增大;铒离子浓度过高时存在群聚效应,光源泵浦效率反而下降,群聚效应使泵浦效率下降了20%.泵浦阈值则随着铒离子浓度的增加从18.3 mW增加到了32.4 mW.通过试验发现光纤优化长度依比例决定于掺铒光纤中的铒离子浓度,而泵浦波长与光源波长的关系却不受铒离子浓度影响.比较采用不同铒离子浓度光纤的光源的小范围温度特性,较低浓度的光纤温度稳定性好于高浓度的温度稳定性将近100 ppm.通过实验确定掺铒光纤中最适宜的铒离子浓度在110 mol左右.     

可调谐纳秒脉冲锁模光纤激光器

采用非线性放大环形镜的被动锁模机制,通过加入手动可调滤波器及光纤光栅等实现单波长光谱输出,设计出一种可调谐纳秒脉冲光纤激光器.纳秒矩形脉冲由被动锁模掺铒光纤激光器产生,激光器的腔长为430 m,脉冲的重复频率为465 kHz.被动锁模光纤激光器中实现可调谐脉冲输出的关键器件包括宽带锁模器件和可调谐滤波器,其中宽带锁模器...     

短腔的高浓度掺铒光纤激光器

本文提出采用高浓度掺铒光纤的短腔环形光纤激光器,研制出铋铝共掺和铋镓铝共掺两种石英基高浓度掺铒光纤,这两种掺铒光纤的吸收系数在1530 nm处分别达到了66.3dB/m和59.5dB/m.利用这两种石英基高浓度掺铒光纤,采用环形结构制作出了短腔的光纤激光器,光纤激光器中铒光纤长度分别仅为30 cm和90 cm.对采用这两种高浓度掺铒光纤制作的光纤激光器的输出特性进行了测试和分析.实验结果表明,采用铋镓铝共掺的掺铒光纤制作的光纤激光器具有更高的输出功率和斜率效率,在980 nm泵浦源输出功率330 mW时可以实现15 dBm的激光输出,激光器的斜率效率达到了22%.     

多波长掺镱光纤激光器实验研究

为了产生室温下掺镱光纤激光器稳定的多波长激光振荡,采用两个光纤环镜作为线形腔掺镱光纤激光器的端镜,在其中一个环镜中熔接一段保偏光纤构成梳状滤波器,通过优化掺镱光纤长度和腔损耗,实现了室温下1060nm附近稳定的多波长振荡.实验结果表明,在室温下,掺镱光纤存在比较明显的非均匀加宽效应,从而使得激光器的振荡波长数随泵浦功率的增加而增加.     

半导体激光器泵浦掺Er3+光纤中继放大器模块通过鉴定

半导体激光器泵浦掺Ｅｒ３＋光纤中继放大器模块通过鉴定（潘荣浚）１９９３年１２月１５日，由清华大学电子工程系完成的国家８６３计划信息领域光电子主题重点科研项目“半导体激光器泵浦Ｅｒ３＋光纤中继放大器模块”在北京通过了国家教委组织的鉴定。掺Ｅｒ３＋光纤放...     

铒镱共掺双包层光纤激光器的特性分析

通过仿真分析,从速率方程出发,对980nm泵浦双包层Eγ3+/Yb3+共掺光纤激光器的特性进行数值模拟.分析了泵浦光与激光在双包层Eγ3+/Yb3+共掺光纤中的分布情况,输出功率与泵浦功率的关系,光纤长度及腔镜反射率对激光输出功率的影响.通过数值仿真得到了在一定泵浦功率下光纤的最佳长度,以及输出镜的反射率和激光散射损耗系数与光纤激光嚣输出功率的关系.     

30km 2.5GHz光孤子波传输与压缩实验研究

通过实验研究了光孤子源的产生及光纤孤子的传输。采用增益开关分布反馈半导体激光器作为超短脉冲源，用１．４８μｍ激光泵浦的掺饵光纤放大器作为第一级功放，用Ｆ－Ｐ腔谱窗降啁啾技术产生变换限制脉冲，用另一只１．４８μｍ激光泵浦掺饵光纤放大器作为第二级功放，得到了重复频率为２．５ＧＨｚ的高功率变换限制光孤子脉冲；进行了３０ｋｍ光孤子传输实验，观察了光孤子的传输特性与高阶孤子的压缩特性。     

大功率激光器研究创新成果填补国内空白

我国大功率激光器研究取得创新成果,近日,由中科院长春光机所完成的吉林省科技厅发展计划项目“半导体电泵浦集成微腔激光器”、“高功率光纤激光器”和“980nm垂直腔面发射激光器输出功率的提高”在长春分别通过专家鉴定,整体均处于国内领先水平,并填补了国内空白。     

新型激光晶体材料研究进展

对新型激光晶体近年比较活跃的两个研究方向,掺镱的激光晶体和拉曼激光晶体的研究状况进行了总结.掺镱晶体可以产生高功率的激光输出,是重要的研究方向;同时掺镱激光晶体还可以实现用激光二极管泵浦的超快激光输出.拉曼晶体可以方便地产生人们所需要的激光波长,具有潜在的应用.本文对于这两类晶体的优点、可能应用的方向及最新的发展方向进行了阐述.     

光纤Bragg光栅的特性及应用研究

介绍了光纤光栅研制及其应用研究的情况。研究包括：光纤光栅的基本特性,光纤光栅外腔半导体单频和锁模激光器、光纤光栅稳频光纤环形激光器和主动锁模光纤激光器、基于光纤光栅的波长转换器和基于啾啁光纤光栅的可调谐激光器等。     

激光玻璃陶瓷的研究进展

激光玻璃陶瓷是继单晶和玻璃之后又一新型固体激光材料,具有声子能量低、化学稳定性高、机械性能优良、稀土离子可溶性大等优点,有望替代玻璃和单晶,在微芯片激光器、光纤放大器、高功率二极管抽运固态激光器以及其他高温、高热冲击、高腐蚀的特殊环境中有着重要应用,成为人们的研究热点.概述了激光玻璃陶瓷从诞生至今的发展历程,阐述了激光发射原理、激光玻璃陶瓷制备、分类及应用等,并展望了激光玻璃陶瓷的发展前景.     

温度调谐掺Yb3+ 双包层光纤激光器研究

实验研究了掺Yb^3＋双包层光纤激光器的温度调谐特性。当光纤的温度从13℃变化到95℃时,输出激光的中心波长从1084．9nm增加到1096．3nm,输出激光功率从0．95W减小到0．58W。波长的调谐范围为11．4nm。理论分析表明,当光纤的温度升高时,高于零点的增益范围向长波方向移动,同时增益呈下降趋势。理论分析可以很好地解释实验现象。     

光纤布拉格光栅型色散补偿模块的校准方法研究

基于相移法和微分相移法的传统色散校准方法无法满足梳状谱条件下的光纤布拉格光栅(FBG)型色散补偿模块的校准需求,提出了针对FBG型色散补偿模块的校准方法,将色散校准系统中的宽带光源用高波长分辨力、高输出功率的可调谐光源替代,通过波长的连续扫描实现窄波长范围的色散测试与量值溯源,并且借助可调谐光源的高功率和信噪比性能显著提高了色散测试的动态范围。