高功率光纤激光器反常模式不稳定效应实验研究 |
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作者姓名: | 曾令筏 文榆钧 王小林 王鹏 奚小明 杨保来 张汉伟 习锋杰 韩凯 王泽锋 许晓军 |
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作者单位: | 1. 国防科技大学前沿交叉学科学院;2. 国防科技大学南湖之光实验室;3. 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室 |
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摘 要: | 模式不稳定是限制当前高功率光纤激光器功率提升的主要因素。在近单模光纤激光器中,一般采用减小光纤弯曲直径的方法增加高阶模损耗、提升模式不稳定阈值;然而,少模光纤激光器中存在多个高阶模式,会导致动态模式不稳定(TMI)阈值随着弯曲直径减小而降低的反常模式不稳定现象。基于纤芯/包层直径为30/600μm的双包层掺镱光纤以及具有不同直径的光纤水冷柱,设计了一台后向泵浦的高功率光纤放大器,研究了该激光器中的反常模式不稳定现象。结果表明:当采用中心波长为976 nm的稳波长激光二极管(LD)作为泵浦源时,随着增益光纤弯曲直径由13 cm增加至16 cm,激光器的TMI阈值由1650 W提升至3740 W,提升幅度约为1.27倍,输出激光的相对亮度提升了87%。光纤弯曲直径的增加虽然会带来输出激光光束质量的轻微退化,但输出激光的相对亮度能够大幅提升。最终,结合光纤弯曲以及泵浦波长优化,实现了7.1 kW高亮度光纤激光输出,相对亮度为1293。
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关 键 词: | 光纤光学 光纤放大器 反常模式不稳定 光纤弯曲 泵浦波长优化 |
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