全光纤振荡器实现2.5kW单模输出

正高功率光纤激光器在工业加工、材料处理等领域有着诸多应用,得到国内外研究机构的广泛关注。目前,高功率光纤激光器主要有两种结构,一种是直接振荡器结构,一种是主振荡功率放大结构。采用振荡器结构的光纤激光器具有结构简单、稳定性好、成本低廉等优点,是目前中低功率激光器市场使用较多的一类方案。2013年,国防科学技术大学基于单端抽运结构实现了输出功率1kW的全光纤振荡器     

窄线宽光纤激光突破4kW近单模输出

高功率窄线宽光纤激光在光束合成、非线性频率变换等领域具有重要应用需求,近年来成为激光技术领域的研究热点.目前,已有多家单位报道了千瓦级(以上)量级的高功率窄线宽光纤激光.2016年,笔者所在课题组基于半导体直接泵浦方案实现了1.89 kW线偏振窄线宽激光输出,偏振消光比为15.5 dB,3dB激光线宽为45 GHz;2...     

双向同带泵浦光纤激光实现大于6 kW的近单模输出

高功率光纤激光器具有电光效率高、光束质量好、结构紧凑、可柔性操作等特点,已经在多个领域得到广泛应用.同带泵浦具有泵浦亮度高、热管理方便等优势,是实现高功率高光束质量光纤激光器的有效途径.2010年,IPG公司利用同带泵浦技术实现了10 kW单模光纤激光输出,并于2012年进一步将功率提升至20 kW.自此同带泵浦成为国内外高功率光纤激光领域的研究热点.     

全光纤激光相干合成实验研究

设计了由两支光纤激光器组成的迈克尔逊型全光纤激光器阵列.通过实验,分析输出光束的耦合相干性,分析两泵浦激光器泵浦功率比对耦合效率、泵浦效率及输出功率的影响,分析所设计的光纤激光器阵列的稳定性.结果表明:激光器阵列的输出功率等于子光纤激光器输出功率的相干合成,耦合效率相对稳定;未达到增益饱和的情况下,泵浦效率和输出功率均与泵浦功率比成递减关系.     

5 kW窄线宽全纤化单模光纤放大器

正光谱合成、相干合成等光束合成技术是目前突破单纤功率限制、提升光纤激光输出功率的有效途径,其中高光束质量、高功率窄线宽光纤激光作为合成的子束一直是国内外研究的热点。目前,窄线宽光纤激光器输出功率的提升受限于受激布里渊散射(SBS)、受激拉曼散射(SRS)和模式不稳定性(MI)等非线性效应,5 kW以上的近衍射极限窄线宽光纤激光的输出在国内尚未有报道。2020年12月,     

10 GHz窄线宽线偏振近单模全光纤激光器实现5 kW功率输出

<正>受非线性效应、热透镜、材料损伤等各种物理因素的限制，近单模光纤激光器的输出功率存在物理极限。自美国IPG公司2013年实现20 kW近单模光纤激光输出以来，功率没有进一步提升。多路近单模光纤激光的相干合成是提升其输出功率的一种有效技术途径，同时还可以保持良好的光束质量。但相干合成系统需要单路光纤激光具有窄线宽、线偏振、高光束质量等特性。除了相干合成外，窄线宽线偏振激光器还在光谱合成、非线性频率变换、引力波测量等领域中具有重要应用。     

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。     

全光纤相干合成激光技术的研究

研究了全光纤相干合成激光技术的最新发展成果，对于目前常用技术的原理，性能，优缺点作了较全面的总结，分析和比较。     

激光二极管抽运铯蒸气激光实现高效率瓦级输出

采用中心波长为852.3 nm、线宽为0.17 nm的光纤耦合半导体激光器作为抽运源,室温下充入60 k Pa氦气和20 k Pa乙烷、5 mm长的铯蒸气池作为激光增益介质开展了端面抽运铯蒸气激光实验研究。蒸气池工作温度为107.6℃时,改变输出镜反射率优化铯激光输出性能,获得最佳输出镜反射率为48.79%。连续抽运模式下,注入抽运功率为4.76 W时获得1.16 W的894.57 nm连续激光输出,斜效率为28.8%,光光转换效率达24.4%;脉冲抽运模式下,注入抽运功率为14.1 W时获得了2.5 W稳定铯激光输出。     

钕玻璃激光可以产生百瓦级高脉冲重复率输出

一位日本研究人员报道了钕玻璃激光器的一个突破，可为这种介质的广泛应用铺平道路。东京固体物理研究所的教授Hirois Kiroda已研制出一种闪光灯泵浦的片状激光器，平均输出功率为120~140 W,每秒7~10个脉冲,每个脉冲能量为20 J，片状玻璃可以帮助冷却，长20 cm、宽5 cm、厚6 mm。Kuroda预计，使用更大的玻片，可以容易地超过400 W。他还想获得普通材料加工和固体物理研究所需的1 kW级的输出。     

飞秒激光刻写FBG实现5kW近单模光纤振荡器

<正>高功率光纤振荡器具有结构简单、抗回光能力强、成本相对较低等特点,被广泛应用于工业加工领域。光纤布拉格光栅(FBG)是全光纤结构振荡器中不可或缺的器件,扮演着腔镜的角色。目前,工业用的FBG主要通过紫外曝光法制备,光纤需要预先载氢,刻写完成后需要进行退火处理,这些都增加了FBG的制备时间,且对FBG的性能会造成一定的影响。     

国产锥形光纤实现4.2kW近单模窄线宽激光

<正>近年来,高功率窄线宽光纤激光在非线性频率变换、光束合成等领域有广泛的应用需求。受限于非线性效应[受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）]和模式不稳定（TMI）效应等,目前基于常规商用大模场光纤实现了最高5kW级的窄线宽掺镱光纤激光输出。纤芯直径沿光纤纵向变化的锥形光纤逐渐被用于高功率光纤激光器中,在抑制非线性效应、保持光束质量等方面展现了优势。目前,基于锥形光纤实现了最高5kW级的宽谱光纤激光输出。     

全光纤激光相干探测实现远距离目标测速

采用全光纤结构进行相干探测,使用输出功率100 mW窄线宽激光作发射源,利用多普勒效应,可对0.1 m～3 km目标进行测速。该系统探测灵敏度可达10-13W,具有功耗小、环境适应性好、可靠性高等优点,适用于飞船着陆器安全软着陆等应用。     

基于相干合成的可调全光纤脉冲激光源

基于光束相干合成的原理,提出了脉冲激光产生的新方法,设计并构造了相应的全光纤实验系统.该方法通过对光纤耦合器中相干合成的两束相干光的相位差进行有效地控制,实现重复频率、脉宽、占空比均可调的脉冲激光输出.实验中利用闭环工作点控制法进行噪声相位补偿,以得到稳定的脉冲光输出.实验分别利用矩形波、三角波、正弦波进行相位调制,得到了相应波形的激光输出;利用不同参量矩形波进行相位调制,可以得到重复频率从1～500 kHz,占空比从20%～80%可调的脉冲光输出,在重复频率为500 kHz时,脉宽可达300 ns.这种脉冲激光产生技术为大功率、可调脉冲激光的产生提供了一种新的途径.     

上海光机所光纤激光二维阵列实现26W相干耦合激光输出

近日,中国科学院上海光机所先进激光技术与应用系统实验室采用4束光纤激光构成二维阵列通过共用外腔技术,成功实现了4束二维光纤激光器阵列的位相锁定,观测到稳定、清晰的相干阵列光斑图样,获得了26W的相干耦合激光输出。这是继单根光纤激光突破千瓦和成功实现两束光纤激光相干合成以来,在高功率光纤激光领域的又一重要突破。     

测量万瓦级CO_2激光连续输出的鼠笼式能量计

CO_2激光器连续输出功率可达数万瓦以上,运转时间短的仅几秒,一般的功率计很难兼顾承受高功率密度和响应时间快这两个要求。     

国产YDF有源光纤实现单纤20 kW激光输出

正万瓦级YDF掺镱双包层有源激光光纤是高功率光纤激光器的核心增益介质,是制约我国光纤激光技术进步的瓶颈,万瓦级以上超高功率激光光纤的理论设计与制备工艺等关键技术亟需突破。中国工程物理研究院化工材料研究所高功率光纤激光技术所地联合创新中心团队在2020年10月成功制备了"富磷少铝"抗光子暗化LMA-48/400-YDF激光光纤,基本参数如表1所示,其中NA为数值孔径。     

国产掺钕光纤实现全光纤化50 W 915 nm激光输出

<正>900 nm波段激光对应大气传输窗口,可直接应用于大气探测和差分吸收雷达等领域。更重要的是,900 nm波段激光可倍频产生约450 nm纯蓝激光,该波段对应于水下通信窗口,在对潜通信等军事及民用领域有重要应用。目前,以Nd∶YAG晶体为代表倍频产生532 nm绿光作为通信光源的技术方案已比较成熟,且已被成功应用于南海浅海水域绿光通信试验,但仍存在激光系统复杂、转换效率低、无法用于深海水域通信等问题。掺钕石英光纤激光器产生的900 nm波段激光可以倍频产生纯蓝激光。