短波长输出的掺镱光纤及其激光器研究

基于激光小信号增益和速率方程理论,对影响短波长掺镱光纤激光器输出的因素进行了理论研究,发现只有当掺镱光纤粒子数反转率大于50%、芯包比大于0.086和0.54时才分别有利于1 018nm和980nm的激光输出.利用满足小信号抑制条件的掺镱光纤搭建短波长光纤激光器模型,分析表明1 018nm激光器增益光纤最佳长度为5.6m,合适输出镜反射率为10%~20%,980nm激光器增益光纤最佳长度为1.4m,合适的输出镜反射率为20%~30%,为实现高功率的短波长激光输出提供了重要理论依据.     

Cr,Tm,Ho:YAG激光器耦合效率与束腰关系实验研究

热透镜效应对大功率激光器的光纤耦合系统起着明显的作用。Cr,Tm,Ho:YAG激光器输出的光束为多模光束,文章通过计算不同光束质量和散角的光束的束腰直径和束腰位置,对系统透镜的焦距进行优化计算,实验证明,修改后的光纤耦合系统的耦合效率相对原耦合系统有明显提高,耦合后的光纤末端输出能量明显提高,在使用小孔径的光纤时,可以获得更高能量的输出。     

全国产化掺镱双包层高功率光纤激光器的研制

利用自行研制的大模面积双包层光纤和光学耦合系统以及国产的LD泵源,研制开发出一种便携式掺Yb3 双包层光纤激光器,最大激光输出功率达到了12.73W,斜率效率为76.9%,激光器的光-光转换效率为45%.实现了全国产化的、高功率、高转换效率的稳定激光输出,而且具有较高的光束质量.给出了该激光器的实验结果,并对其主要特性进行了简要的分析.     

浅析大功率半导体激光器面阵的光纤耦合技术

近年来,半导体激光阵列发展迅猛,但由于输出光束质量差,影响了其直接应用。因此,改善大功率半导体激光器的光束质量成为各国关注的焦点。本文在介绍光纤耦合技术的基础上,对大功率半导体激光器面阵光束整形方案进行了分析和研究。     

热特性不匹配对固体激光器输出光束的影响

采用矩阵光学的方法对两级串接Nd:YAG激光器谐振腔进行了研究,分析了热焦距的差异对双棒串接固体激光器的输出光束基模模体积及光束质量的影响.结果表明:两支棒内模体积相等时,模式匹配较好,总的模体积较大.在匹配状态下,有效基模模体积及输出镜上光斑半径得到了较好的改善,输出光束的质量得到了较大的提高.     

全光纤激光器中光栅作为腔镜的特点研究

选用介质膜作谐振腔镜,光纤激光器就缺乏有效的选频机制,使得输出激光线宽较宽,纵模频率和输出功率不够稳定;而光纤光栅作为激光器的谐振腔镜,可以得到稳定的窄线宽激光输出.通过对光纤光栅的形成机理和布拉格光栅选频原理分析,得到双布拉格光纤光栅线型谐振腔的理论.光纤光栅谐振腔的长度与光纤光栅中心波长满足S=(2m-1)λmax...     

被动锁模光纤激光器中窄带滤波器对多脉冲产生的影响研究

通过实验研究了在被动锁模掺铒光纤环形激光器中加入窄带滤波器对多脉冲产生的影响.在激光器的腔内插入一个窄带光纤布拉格光栅（FBG）,限制激射带宽,可以在低阈值的情况下产生多脉冲.多脉冲的个数取决于泵浦功率的设置,激光器输出脉冲的个数可以分立可调.另外,实验中也观察到多脉冲的混沌态.数值模拟进一步证实了实验结果.实验表明,窄带滤波器可以加强多脉冲的产生,这有助于进一步理解光纤激光器中多脉冲的形成机制.     

掺Yb3+双包层光纤激光器的输出特性分析

基于激光器稳态速率方程理论,分析了掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,讨论了谐振腔结构、泵浦方式以及在近阈值和强泵浦情况下,输出反射镜的反射率对输出功率的影响。通过数值计算分析可知,对于F-P腔结构的双包层光纤激光器,采用后向泵浦比采用前向泵浦获得的输出功率大,增益分布也较后者平坦;在近阈值情况下进行泵浦,输出耦合镜有一个最佳反射率,使输出功率达到最大。一般反射率应取在0.4~0.7之间,但在强泵浦情况下,输出反射镜的反射率越低越好。同时还发现,由于光纤对激光存在着再吸收,因此在一定的泵浦功率下,增益介质长度存在一个最佳长度值,使输出功率达到最大。一般光纤应在70~90 m之间。     

一种输出稳定的窄线宽可调谐掺铒光纤激光器

用薄膜滤波器作为调谐元件,在激光器谐振腔内加入一段未泵浦的掺铒光纤,利用其空间烧孔效应压窄线宽和稳定输出,设计了一种输出稳定的可调谐窄线宽掺铒光纤激光器.调谐范围为1 530～1560nm,输出线宽小于0.06 nm,输出稳定,受振动等环境因素影响小.     

可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器

利用驻波干涉和饱和吸收诱发的自写入光纤光栅的窄带滤波特性及反射波长自适应特性,通过内置可调谐介质薄膜滤波器研制成了可调谐掺铒光纤环形腔单纵模激光器。其有效可调谐波长范围达33nm,在波长连续调谐范围之内均为单纵模输出,激光线宽稳定在2.35KHz以下。     

两种基于高双折射光纤环的高阶超精细梳状滤波器

设计了两种基于高双折射(HiBi)光纤萨尼亚克环的可调谐高阶超精细梳状滤波器,其由偏振控制器(PC)、环形器、2段(或3段)Hi Bi保偏光纤(PMF)组成,具有单输入双输出和高阶超精细梳状光谱的特性,调谐灵活、输出光谱精细等特点.建立了理论模型研究光谱的双输出特性;对二阶滤波器,仿真研究了在Hi Bi光纤长度相等时偏振角度对输出梳状光谱的影响;对三阶滤波器,仿真研究了的Hi Bi光纤长度对输出梳状光谱的影响.结果表明该种高阶滤波器可应用于不同波长光波的选频输出.     

具有光隔离功能的光纤梳状滤波器的理论分析

提出了一种由光纤光栅与光纤方向耦合器组成的光学梳状滤波器的理论模型,详细分析了滤波器的输出特性,由传输矩阵法推导出了当光纤光栅为均匀Bragg光栅时,该模型输出光谱与有关参数之间关系的数学表达式.对决定滤波器输出光谱特性及其规律进行了详细讨论,同时给出了实现光隔离功能的模型结构的理论参数.     

窄带高隔离度光纤光栅反射滤波器的理论分析

利用光振幅传输矩阵和耦合模理论 .对光纤方向耦合器各臂中都含有光纤光栅的模型特性进行了理论分析 ,导出了模型任意一个端口作为光输入口时 ,四端口的光场输出解析表达式 .在此基础上 ,提出了一种窄带高隔离度光纤光栅反射滤波器的理论模型 ,分析了该模型的特性与其结构参数之间的关系 ,并给出了模型结构的理论参数     

车载导航系统中光纤陀螺信号滤波方法的研究

介绍了光纤陀螺在车载导航系统中的应用，指出漂移是存在于光纤陀螺系统中使得输出信号产生较大偏置误差的一种因素，为提高车载导航系统的测量精度，提出采用小波分析对输出信号进行滤波处理的方法，通过仿真结果验证了该方法的有效性。     

三段式带通型可调谐全光纤声光滤波器

为克服基于普通单模光纤的声光效应只能实现带阻滤波器的问题 ,提出并实现了一种三段式结构的全光纤带通型可调谐声光滤波器。该文分析了三段式结构实现带通滤波的原理 ,考虑声波的衰减而优化了第一段和第三段光纤的长度比 ,并且指出中间段光纤的长度对于滤波器消光比的影响。这种新型结构的滤波器与以往的全光纤滤波器相比 ,边带抑制比高 ,没有移频现象 ,适合于高速波分复用系统的应用     

DBR光纤激光器压力传感系统的研制

研制了一种基于正交偏振形式的双频分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflection, DBR)光纤激光器光纤压力传感器系统。当外部压力作用在光纤激光器谐振腔上时,光纤晶体双折射的变化会引起正交偏振方向上的激光频率发生变化,从而导致输出拍频频率改变。利用快速光电二极管将双频激光输出的拍频信号转换成射频电信号,通过一个射频混频电路将该信号与频率合成器产生的本地振荡信号混频并低通滤波放大整形,变为400 M以下的调频信号,再利用ECL定时计数电路系统记录拍频信息并通过USB接口送入计算机。实验表明,在0～1.5 N范围内线性拟合度高达99.97 %,压力灵敏度为400 MHz·N^-1。     

基于SOA环形腔激光器的理论分析

给出了描述半导体光放大器(SOA)考虑损耗时放大特性的新公式,特点是定义了一个特征函数,使公式变得简洁好记.得到了由SOA经过光纤反馈构成的环形腔激光器的起振条件、不同反馈系数时的振动输出功率、以及在高斯滤波器条件下的输出光谱,其输出光谱比滤波器的带宽要宽得多.     

基于光纤熔融拉锥过耦合器和光纤光栅的振动检测研究

介绍了一种用光纤光栅（FBG）作为传感器,以光纤过耦合器作为斜坡滤波器检测振动信号的方法,并给出了光纤过耦合器的输出特性和光谱;通过对光纤过耦合器两路输出光功率的计算,得出在过耦合器一段单调周期内计算结果与波长具有很好的线性关系,同时也阐明了可以根据功率的变化来检测振动信号。设计了一套用于检测振动信号的解调系统,通过实验证明该系统在正弦激励下具有较好的响应。     

基于相移光栅的Sagnac环滤波器的光谱特性分析

提出了一种基于相移光栅的Sagnac环滤波器的设计.利用Jones矩阵法,建立了该滤波器的理论模型,推导出了传输谱的表达式,并对其进行数值仿真和分析.重点讨论了相移光栅的参量、光纤环臂差对传输光谱的影响.通过数值模拟,得到了具有双带通的梳状滤波特性的传输光谱,可应用于光纤光栅传感和通信系统.     

有源环形腔滤波器

利用掺铒光纤放大补偿环形腔中的损耗,制作了有源带通型环形腔.初步实验表明,用它对窄带的光源进行滤波,可以获得线宽更窄的光谱.