基于20/400μm增益光纤的3 kW近单模全光纤放大器及其长时工作特性

利用波长为976 nm的抽运源对基于纤芯/内包层直径为20/400μm的增益光纤放大器进行双向抽运,通过优化光纤弯曲半径,合理选择抽运方式并优化抽运功率配比,可有效抑制横向模式不稳定效应和受激拉曼散射,获得了输出功率大于3 kW的近单模全光纤放大器。光纤放大器的光-光转换效率约为73%,受激拉曼散射抑制比为20 dB,光束质量因子小于1.7,时/频域上没有出现模式不稳定现象。对该放大器进行10 h的连续测试,结果表明,该激光器性能稳定,有望用于工业加工等领域。     

窄线宽光纤放大器中受激布里渊散射抑制研究进展

受激布里渊散射(SBS)是窄线宽高功率光纤放大器输出功率的主要限制因素。介绍了目前国内外主要的SBS抑制方案及其研究进展,重点介绍了通过相位调制等方法展宽种子激光线宽以及施加温度、应力梯度和声场裁剪等改变布里渊增益谱的SBS抑制方法。对各种SBS抑制方案进行了对比和总结,为相关研究提供参考。     

全光纤激光振荡器输出功率突破6 kW

高功率光纤激光振荡器系统结构和控制逻辑简单、性能稳定可靠,在工业加工领域有着广泛的应用。2018年以来,光纤振荡器的输出功率得到了极大的提升。基于空间耦合结构,德国Laserline公司于2019年2月报道了输出功率为17 kW的光纤激光振荡器。利用全光纤结构,日本藤仓公司与德国耶拿大学于2018年分别报道了输出功率为5 kW的全光纤振荡器;国内国防科技大学也于2018年1月实现了全光纤激光振荡器5.2 kW的功率输出。     

窄线宽光纤激光振荡器研究进展（特邀）

窄线宽光纤激光器在遥感探测、非线性频率转换和光束合成等领域具有重要的应用价值。介绍了窄线宽光纤激光振荡器的典型谐振腔结构及其工作原理,从实现更窄线宽的角度梳理了单频选模技术,从获得更高功率的角度梳理了功率提升技术,综述了窄线宽光纤激光振荡器的研究现状,并对窄线宽光纤激光技术的发展进行了展望。     

孔径填充——光纤激光阵列相干合成中的关键技术

光纤激光相干合成能够获得高功率、高光束质量的光束输出。目前国内对于相干合成技术的研究集中于各路激光的相位控制,即光束如何相干。而相干光束的合成,即如何提高相干激光阵列的填充因子,作为影响相干合成光束质量的一个重要因素,则较少受到关注。为了保证相干合成激光的光束质量,需辅以相应的孔径填充技术尽可能增大激光阵列的填充因子。跟踪国外近年来发展的孔径填充技术,如幅相转换、自成像波导、光束整形、衍射光学法、光束截断法等,并对每一种技术加以分析和评判。结果表明,光束截断法不需要复杂的光学设计,实施起来最为简单有效,有可能最终用于多路大功率光纤激光的合成。     

掺镱全光纤激光振荡器横向模式不稳定与受激拉曼散射的关系

研究了掺镱全光纤激光振荡器中横向模式不稳定效应与受激拉曼散射之间的关系。在纤芯直径为20μm的单端抽运1.5kW级全光纤激光振荡器中,当受激拉曼散射达到一定阈值时,横向模式不稳定效应突然出现,激光器输出功率突然减小,减小的输出功率由包层光滤除器倾泻到谐振腔外。实验发现:受激拉曼散射光谱增强、输出功率减小与包层光滤除器温度上升存在一定的关联;通过缩短光纤长度抑制受激拉曼散射,可以将单端抽运激光振荡器的横向模式不稳定阈值增大到2kW以上。对纤芯直径为25μm的双端抽运激光振荡器进行研究,同样通过抑制受激拉曼散射增大了横向模式不稳定阈值,获得了大于5kW的激光功率输出。实验结果初步验证了在非线性较强的情况下,受激拉曼散射是导致横向模式不稳定的原因,通过抑制受激拉曼散射可以增大横向模式不稳定阈值。     

激光陀螺捷联姿态测量系统误差建模与仿真研究

姿态测量系统需要具备准备时间短、环境适应性强、在机动过程中的精度仍能满足测量要求等特点,因此对它的动态测量精度、误差允许范围必须作严格的规定和限制。对激光陀螺捷联姿态测量系统进行了误差建模与仿真。利用Simulink完成姿态测量系统的动态误差建模,并开发了仿真的GUI界面,利用人机交互的方式实现任意状态下的测量误差的动态仿真。通过对仿真结果的分析,有助于对系统进行合理的误差分配,指导系统惯性器件的选购与配置,得出满足使用要求的设计方案,进一步提高了系统的性能。     

拉曼光纤激光:50年的历程、现状与趋势（特邀）

自1972年Roger H. Stolen等人首次基于受激拉曼散射效应在玻璃光纤中实现激光输出以来，拉曼光纤激光技术已经走过了50年的发展历程。文中首先分阶段呈现拉曼光纤激光的发展历程，介绍具有里程碑意义的经典文献和重要技术突破，勾勒出拉曼光纤激光发展的概貌。其次根据拉曼光纤激光的研究现状，整理具有代表性的最新成果；介绍随机分布式反馈拉曼光纤激光、中红外拉曼光纤激光和超快激光等最新研究热点。最后梳理拉曼激光合束、半导体激光直接泵浦和非线性效应耦合新机制等方面的发展趋势。     

抖动法激光阵列相干合成技术中的性能评价函数研究

从理论上分析了抖动法锁相技术中性能评价函数对锁相效果的影响。研究发现,相干合成中获取性能评价函数的针孔光阑大小对锁相效果影响较大,随着针孔尺寸增大,性能评价函数的符号将会改变,取值也会产生较大变化。详细分析了光束阵列占空比、光束数目、单元光束尺寸和波长对最优评价函数的影响。分析表明,光束阵列占空比和阵列光束数目对正值最优评价函数对应的针孔尺寸影响较小,针孔直径取值范围为远场光斑中央主瓣宽度的0.7～0.8,单元光束光斑尺寸和波长不对最优针孔尺寸造成影响。负值最优评价函数对应的针孔尺寸随光束数目的增大近似呈线性增大趋势,占空比对其影响较小。     

国产全光纤激光器实现525W高功率输出

高功率光纤激光器在工业加工、材料处理等领域有着广泛的应用。目前,国际上全光纤结构单模激光输出功率已达到10kW量级,而基于国产器件的全光纤激光器仍停留在百瓦量级。研究并实现基于全国产器件的高功率光纤激光器,对于提高我国在光纤激光器领域的研发和生产实力、打破国外技术封锁和产品垄断,具有重要的意义。