高功率F-P腔掺Yb双包层光纤激光器的性能及效率

对高功率法布里-泊罗腔(F—P)掺Yb双包层光纤激光器进行理论和实验研究．通过推导光纤激光器速率方程，得到了光纤激光器输出功率、斜率效率和阈值泵浦功率的解析表达式．重点讨论了F-P腔腔镜反射率对光纤激光输出的影响．在实验中，利用D型双包层掺Yb光纤获得了输出功率10．6W，斜率效率86％的连续激光输出．理论分析与实验结果一致．     

以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3+双包层光纤激光器的研究

本文对LD泵浦以双包层光纤光栅为后腔镜的掺Yb3 双包层光纤(DCF)激光器进行了实验研究．采用相位掩模法直接在内包层为圆形的掺Yb3 双包光纤一端写制反射率约为0．2 dB的光栅,并用其作后腔镜, 以二向色镜为前腔镜构成了双包层光纤激光器．在1 054．6 nm处得到峰值半宽(FWHM)<0．1 nm的稳定单模激光输出,并对试验结果进行了理论分析．     

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。     

30W连续波掺Yb^3＋光纤激光器的研制

研制了一种连续输出掺Yb3＋双包层光纤激光器。采用7只8W半导体泵浦激光器（LD）,自行设计了串联式恒流源驱动电路,利用光纤合束器技术构成大功率泵浦光源。重点解决了双包层光纤的低损耗熔接问题,在20m吸收系数为0.8dB/m@915nm的掺Yb3＋光纤中获得了最高30.8W的输出功率,激光器斜率效率达76.8%,电光转换效率接近30%。     

掺镱(Yb3+)双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱(Yb3+)双包层光纤吸收的泵浦光。采用20 W的半导体二极管激光器作为泵浦源,5 m长掺镱(Yb3+)双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19 W时,获得10.42 W的激光输出,激光波长1 062 nm,光-光转换效率约54.8%。     

掺镱（Yb3＋）双包层光纤激光器实验研究

光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、散热方便、结构紧凑等优点,是高功率激光器领域的研究热点。本文设计了温控、水冷系统使半导体激光二极管泵浦源稳定在工作波长。通过设计的包层泵浦功率剥除器,有效地剥离了未被掺镱（Yb3＋）双包层光纤吸收的泵浦光。采用20w的半导体二极管激光器作为泵浦源,5m长掺镱（Yb3＋）双包层光纤作为增益介质,光纤光栅作为腔镜,在泵浦功率为19w时,获得10．42W的激光输出,激光波长1062nm,光一光转换效率约54．8％。     

双包层Er3+/Yb3+共掺光纤放大器ASE的动态特性

基于速率方程的离散算法,对连续和脉冲泵浦下的双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE动态特性进行了研究,对ASE随时间呈现不同变化的原因进行了分析。结果表明:连续光泵浦下,双包层Er3 /Yb3 共掺光纤放大器ASE达到稳态的时间和输出功率的大小依赖于泵浦功率,ASE输出功率的增加与Er3 上能级粒子数的减少相对应;脉冲光泵浦下,光纤长度对正向ASE输出功率的饱和存在显著的影响,但不影响反向ASE输出功率的饱和。     

双二色镜腔的国产掺Yb3+双包层光纤激光器

国产双包层光纤对泵浦光不能实现有效吸收,从而导致剩余泵光过多的现象,本文采用了双二色镜的腔结构,研究了国产D型内包层掺Yb3 双包层光纤激光器的输出特性,得到了无剩余泵光的激光脉冲输出,中心波长为1．076μm,平均功率为604 nw．     

新型激光技术研究进展

重点介绍了过去10年来厦门大学光电子技术研究所在高Q值玻璃球微腔光子学、光纤激光器、平面波导的交错复用器设计和固体激光器研究中所取得的进展情况.特别重点讨论了在光纤激光器领域所开展的研究内容以及取得最新进展:如利用掺Yb双包层光纤激光器泵浦的2级P2O5拉曼级联获得了瓦级1 480 nm输出的拉曼光纤激光器;实现了O波段多波长磷硅拉曼光纤激光器;提出并利用双泵浦光纤参量放大器作为激光增益介质,在国际上率先实现了光通信波段(1 550 nm)多波长、窄线宽光纤参量振荡器;采用光纤激光器腔内参量泵浦技术,获得了C+L波段的高性能光纤参量放大器.同时对球微腔激光器也进行了较为详尽的讨论.     

新型全光纤结构高功率双包层光纤激光器

通过对高功率双包层光纤激光器工作原理及其输出特性的分析,利用半导体激光器光纤模块作为泵浦源,采用星型双包层掺镱光纤与光纤光栅连接制作出全光纤结构的光纤激光器,获得了6.02 W单模连续输出功率,中心波长1 100 nm,斜效率1.7 W/A。