双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题

为了求得用于研究双包层光纤激光器输出特性的更为精确的解析解,根据稳态速率方程组,针对典型的双包层光纤激光器参量,在估计了上能级粒子再发射项和抽运光产生的影响后,采用保留再发射贡献主导部分的办法以提高可积分近似方程的精确度,明确地提出了要获得光纤激光器输出功率的解析表达式的关键在于求出损耗系数与光场乘积的积分值,简洁地求得了输出功率和抽运光斜线效率的显函数解析表达式,并对其相关问题进行了讨论,以915nm,920nm和975nm的抽运光为例,当输出激光为1090nm时,得出975nm抽运光产生的斜率效率最高并可高达约87%.结果表明,所得解析解适用于研究腔长范围更广的光纤激光器的输出特性.     

高功率光纤激光器喇曼效应的数值分析

为了研究掺镱双包层高功率光纤激光器的结构参量对喇曼效应的影响,利用数值模拟方法求解有关抽运光、激光和斯托克斯波的稳态速率方程组,得到了激光和斯托克斯波在光纤轴向的分布特性,以及喇曼阈值抽运功率与光纤激光器结构参量的关系.结果表明,当光纤激光器采用大模面积、短腔长、小斯托克斯波辐射截面和长激光波长的结构参量时,能显著提高喇曼阈值抽运功率,降低喇曼效应.     

双包层光纤激光器中包层光的滤除

双包层光纤激光器的输出性能及稳定性与包层光的滤除程度有关。光纤激光器输出光中的剩余抽运光不仅会影响到输出光的单色性,还会对输出设备造成损害,甚至破坏光学器件。通常在内包层外涂一种高折射的导光胶来滤除包层光,但此方法使包层光在较短的长度内被大量地滤除,导致热沉上功率密度较高,给散热带来较大的压力。实验中采用3种不同折射率的导光胶,分步滤除包层光,减小局部温度过高。采用Zemax和Matlab软件研究了此滤除方式的特点,搭建了验证实验系统。实验结果表明,输出激光中的包层光已被滤除,滤除效果可达到20 dB,且热量分布均匀,不会引起局部温度过高。     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注，希望其能推动光纤通信新的发展。本丈详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用，主要是双包层光纤激光器，并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的理论及实验研究

文中报告了掺Yb3 双包层光纤激光器的理论和实验研究工作.在稳态条件下,基于速率方程推导了掺Yb3 双包层光纤激光器在强泵浦条件下的简化型解析解.实验上,利用975 nm大功率半导体激光作为泵浦源,采用单端泵浦技术,获得了88W波长为1082.4nm的连续激光输出,斜效率高达84.4%.实验结果与理论的简化型解析解相比较,两者基本一致.     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注,希望其能推动光纤通信新的发展。本文详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用,主要是双包层光纤激光器,并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

1455nm光纤喇曼激光器研究

研制完成了以掺锗光纤作喇曼增益介质、光纤布喇格光栅作谐振腔镜的1455nm光纤喇曼激光器.在1100nm抽运光的作用下,实现了五阶喇曼频移,并在1455nm波长处获得597mW的稳定激光输出,光光转换效率约为6.35%.     

喇曼光纤激光器最新进展

喇曼光纤激光器以其众多的优良特性在光通信、光传感以及视觉安全雷达、激光光谱和激光医学等领域有 广阔的发展前景。综合报道了近年来喇曼光纤激光器的最新研究进展,并对几种新型激光器进行了分析。     

大功率双包层光纤激光器的非线性和热效应

文章综述了大功率情况下双包层光纤激光器中的非线性和热效应。在较低功率的激 光输出时,光纤内的非线性和热效应对激光输出特性的影响很小,但在高功率的掺Yb3 +双包层光纤激光器中,特别是功率达到千瓦量级时,非线性和热效应已经成为限制功率提升的主要因素。通过增大包层光纤芯径、缩短光纤长度都可以增加非线性阈值,从而可以保证单根光纤信号功率增大时不会出现非线性效应。采用分布式泵浦方案,能够得到沿光纤长度上最低和最均匀的温度分布,并且使激光器有最大的输出功率。     

高功率双包层光纤激光器的受激拉曼散射

受激拉曼散射(SRS)会限制光纤激光器功率的提高。利用光纤激光器的功率传输方程,理论分析了高功率掺Yb3 双包层光纤激光器中的受激拉曼散射效应,得到了纤芯直径、光纤长度、掺杂浓度以及抽运方式对光纤激光器特性的影响。通过分析,得到了增大纤芯直径、减小光纤长度、降低掺杂浓度以及合理的抽运方式可以有效地减小拉曼散射的影响。利用已有的实验结果对理论模型进行了对比,证明了理论模型的正确性。所得的结果对设计实现高功率双包层光纤激光器提供了理论依据。     

大功率双包层光纤激光器

由上海光机所研制的“大功率双包层光纤激光器及其应用研究”在上海市科委主持下以优异的实验结果通过了项目验收。     

基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器

理论分析了线型腔双包层光纤激光器的输出特性,包括光纤长度、光纤损耗及后腔镜反射率对激光输出功率和阈值泵浦功率的影响.设计了基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器,采用锥度光纤实现了泵浦模块与双包层光纤之间的低损耗连接,实现了全光纤化的掺Yb3 双包层光纤激光器,其阈值泵浦功率为300 mW,在泵浦入纤功率为17 W时达到了10.5 W的最大激光输出功率,斜率效率为62%.     

光纤喇曼放大器的阈值探析

为了研究光纤喇曼放大器的阈值特性,首先由受激喇曼散射的耦合微分方程出发,采用数值模拟的方法,描述了光纤喇曼放大器中阈值的产生过程,给出阈值前后的仿真结果,强调阈值的重要性.然后在已有研究的基础上,考虑与实际情况相吻合,采用理论推导的方法,得到同向抽运和反向抽运光纤喇曼放大器的阈值公式.并且采用5种典型光纤的相应参数,对影响阈值的各参量进行了详细分析,抽运方式不同,阈值不同;同一种抽运方式中,各参量对阈值的影响也不同.结果表明,可以根据各个参量对阈值的不同影响来优化参量以降低阈值,对于如何提高光纤喇曼放大器的抽运效率以及光纤喇曼放大器的实验工作有一定的参考价值.     

掺镱双包层光纤激光器研究

自行设计和拉制的掺镱双包层光纤采用内外包层都是石英玻璃的结构,能与常规光纤兼容连接,在泵浦光功率受到限制的条件下,掺镜双包层光纤的输出功率达到９０ｍＷ,斜效率为２８％。对掺镱双包层光纤激光器的有关特性进行了研究和讨论。     

脉冲双包层光纤激光器

双包层光纤激光器具有光束质量好、散热面积大等优点。介绍了三种获得脉冲输出的双包层光纤激光器，即调Q光纤激光器、锁模光纤激光器及振荡放大脉冲光纤激光器。分析了它们的工作原理及关键技术，并对国内外近期进展作了综述。     

大功率双包层光纤激光器

归纳了新型双包层光纤激光器的各种结构、工作原理和泵浦方法,并从各个角度对这种激光器的特点进行了详细的分类介绍。分析表明选择适当的双包层光纤、腔体结构和泵浦方法对提高光纤激光器的性能具有重要作用。同时展望了这种新型激光器的应用前景。     

宽带可调谐掺镱双包层光纤激光器

采用高功率975 nm多模半导体激光器(LD)作为抽运源,以大模场掺Yb3+双包层光纤(YDCF)作为激光增益介质,运用能够承受较高功率运行的利特罗(Littrow)光栅外腔调谐结构,实现了宽带可调谐激光输出.实验中,双包层光纤采用最优光纤长度14 m,光栅经仔细调整后有效入纤反馈效率约20%,当入纤抽运功率约1.3 W时,激光器达到阈值并开始振荡.通过连续旋转光栅,激光输出波长能在1046～1121 nm之间实现可调谐,可调范围达75 nm.当入纤抽运功率为48 W时,在1089 nm波长处获得最大输出功率23.7 W,相应斜率效率为53%.最后,基于数值模拟简单地分析了激光输出特性,实验结果与数值模拟结果基本保持一致.