线形和复合腔结构布里渊光纤激光器实验研究

文章通过实验研究了基于线形腔和复合腔结构的布里渊掺铒混合增益光纤激光器的输出特性。采用1 km单模石英光纤作为布里渊增益介质,研究了该布里渊激光器的输出特性参数与泵浦波长、泵浦功率、腔型结构等因素的关系。通过实验分析,得出线形腔和复合腔2种结构在不同布里渊泵浦波长条件下产生一阶斯托克斯光时的1 480 nm激光器的阈值泵浦功率,并研究了高阶斯托克斯光输出随1 480 nm激光器泵浦功率的变化情况;布里渊波长从1 540 nm变化到1 570 nm时,线形腔和复合腔阈值泵浦功率分别在139～172 mW及196～294 mW范围变化;保持1 480 nm激光器泵浦功率为623 mW,增大布里渊泵浦功率,2种结构都获得了最多达到10个波长的稳定激光输出。     

全光纤掺Yb3+光纤光栅激光器及其输出特性

采用光纤光栅作为光纤激光器的谐振腔, 利用中心波长为970 nm的半导体激光器（LD）作为抽运源. 对准圆形内包层的掺Yb³⁺双包层光纤进行泵浦, 其抽运功率为11.8 W, 实现了7.5 W的单模激光输出, 输出波长为1 080 nm, 斜效率63.5%.     

用于光纤传感网的窄线宽多波长光纤光源研究

窄线宽多波长光纤光源是光纤传感系统中的重要光源,可同时为多路复用技术中的传感器阵列提供所需的多个工作波长．为此对多波长光纤光源的稳态输出进行了数值模拟,理论分析了未泵浦掺铒光纤长度对输出线宽的窄化作用．同时实验构建了一种带有单程反馈和线宽窄化机制的多波长光纤光源,测量分析了这2种机制以及激光腔输出耦合比对多波长输出结果的影响．实验实现功率谱不平坦度〈土3dB时,多波长个数可达27个,3dB线宽约0．06nm,波长在50GHz范围内整体连续可调．     

基于体布拉格光栅的高功率可调谐Er／Yb共掺光纤激光器

主要介绍基于体布拉格光栅（VBG）的宽调谐Er／Yb共掺光纤激光器．通过中心波长为976nm的半导体激光器（LD）包层泵浦Er／Yb共掺光纤,并利用VBG作为波长选择器件,在耦合进入光纤的泵浦光功率为51w的情况下,实现了13．1W的功率输出,激光中心波长为1570nm,相应的斜效率约26．6％．通过改变VBG的工作角度,实现了1532—1570nm连续可调谐激光输出,调谐范围达38nm,基本覆盖了整个光纤通信低损耗的c波段（1530—1565nm）,激光功率输出水平≥10．66w．     

单膜光纤弯曲损耗的实验测量与分析

测量了1 310nm和1 550nm波长下单膜光纤弯曲半径变化引起的弯曲损耗,分析比较了2种不同波长光和弯曲半径对弯曲损耗的影响.测量结果表明,弯曲损耗系数会随着弯曲半径的增大而减小,并且出现振荡现象.在弯曲半径较大时,弯曲损耗的变化比较平缓,1 550nm波长较1 310nm波长弯曲损耗更易产生,在弯曲半径较小时,弯曲损耗出现剧烈振荡,2种光波长对弯曲损耗的敏感程度交替变大.     

双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构设计及其性能分析

基于光传输方程,数值分析了所设计的双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器系统结构在980nm泵浦下,输出信号功率和噪声特性;讨论了它们随输入信号功率、输入信号波长、泵浦信号波长和光纤包层面积的关系。结果表明,该系统结构在输入信号小于-30dBm,激活光纤长度为4m时,输出信号功率超过10dBm,增益高于35dB,噪声系数受光纤内包层与纤芯面积之比影响较大,且小于3．5dB．     

LD侧面泵浦Nd:YAG1064 nm/532 nm/660 nm三波长激光器

理论上分析了实现双波长激光同时振荡腔镜反射率等需要满足的条件。实验中利用LD侧面泵浦单根Nd:YAG晶体,同时采用声光调Q与非线性频率变换技术,在3个子谐振腔组成的新型全固态激光实验系统中实现了1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光单独输出与同时输出。在泵浦功率103 W时,1 064 nm激光单独输出功率为15.5 W,532 nm和660 nm激光在声光调制频率分别为10.5 kHz和11.5 kHz时输出功率分别为4.7 W和1.6 W,转换效率分别为4.6%和1.6%。当三波长激光同时输出时,1 064 nm/532 nm/660 nm三波长激光输出功率分别为10.1 W、4.3 W和1.0 W,同时测量输出功率不稳定度均小于2.0%。理论与实验符合较好。     

基于MoS_2可饱和吸收体的Nd:GYSGG激光器双波长调Q及锁模的研究

利用真空蒸镀法制备了MoS_2可饱和吸收体,研究了Nd∶GYSGG激光器在1 057.28nm和1 060.65nm的双波长调Q及锁模运转特性.在泵浦功率为4W时获得重复频率为51kHz,最小脉冲宽度为831ns的调Q激光脉冲,以及重复频率为83MHz,脉冲宽度约为260ps的调Q锁模激光脉冲.激光器调Q运转的最大输出功率为0.25W,相应的光光转换效率为6.25%,得到最大单脉冲能量为4.9μJ.测得锁模脉冲最大输出功率为0.167W,相应的光光转化效率为3.96%.     

转换速率对输出消光比影响的小信号分析

由半导体光放大器速率方程及泵浦光、探测光在放大器中的传输方程,建立了交叉增益调制波长转换器转换功率与输出消光比关系的小信号理论模型,并在不同泵浦光功率下进行了数值计算,分析表明转换速率对输出消光比有重要影响,为研究波长转换器的消光比特性提供了理论依据。     

G652光纤喇曼增益谱的实验研究

在分析光纤喇曼放大原理的基础上,搭建14XXnm双波长泵浦光纤喇曼放大器试验系统,测量了目前光通信主干网络上广泛使用的G652光纤的喇曼增益谱,分析了其3dB带宽、增益谱波长范围、增益平坦度.结果表明,相对于EDFA,G652光纤的喇曼增益谱平坦度好,平坦增益范围大.当用峰值波长1440nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为34nm,位于1520-1554nm,当用峰值波长1450nm的泵浦激光器抽运时,其3dB谱宽为43nm,位于1520-1563nm,当用峰值波长1440nm和1450nm的泵浦激光器双向抽运时,其3dB谱宽为40nm,位于1520-1560nm.在自建的光孤子通信系统上进行的应用表明,利用分布式喇曼光纤放大,可以明显改善光孤子的传输特性.     

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%。     

通过离子间有效交叉驰豫实现掺Tm光纤激光器的高功率和高效率运转

通过对石英玻璃光纤芯径组分及Tm3+掺杂浓度的优化,有效地提高了Tm离子间的交叉驰豫过程,实现了掺铥光纤激光的高功率、高效率运转.当耦合的790 nm泵浦光为137 W时,掺铥光纤激光产生了81.5 W连续2.03μm激光输出,相对于耦合泵浦光的激光斜效率达62.5%,为斯托克斯极限效率的1.7倍.最后讨论了进一步提高激光输出性能的方法和可行性.     

16.1W输出1064nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器（NPRO）产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大.当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出.采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响.研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况.用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

超短脉冲“8”字形被动锁模掺铒光纤激光器

利用非线性放大环形镜被动锁模方法对锁模光纤激光器进行实验研究,引入色散管理方法,实现了"8"字形掺铒光纤激光器的自启动被动锁模,在1 550 nm波段上得到了光谱宽度16 nm、脉宽为1.77×10 13s的超短脉冲输出.泵浦功率在300 mW时,激光器实现了重复频率为19.7 MHz,平均输出功率12 mW的锁模脉冲输出.整个激光腔为全光纤结构,而且操作简单,锁模输出状态下的激光器可以在光学平台上稳定运行数小时.     

LD泵浦的掺Yb3+双包层光纤激光器的实验研究

采用国产的掺Yb^3 双包层光纤和包层泵浦技术，分别对10m和20m光纤的输出特性进行了研究。10m光纤在1064nm获得58mW的激光输出，阈值为138.8mW，斜效率为10％；20m光纤在1067nm获得104.8mW的激光输出，阈值为109mW。     

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。     

掺铒光纤激光器及其特性

研究了掺铒光纤激光器,利用掺铒光纤在1550nm的增益特性,用980nm的泵浦光注入,通过光纤光栅滤波和光振荡,从而得到波长为1550．24nm,3dB带宽为0．06nm,输出功率为20mW的激光．在此基础上对影响功率稳定性的因素进行了分析,提出了具体的改进措施．结果表明,激光器的功率稳定性得到明显提高．     

16.1 W输出1 064 nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器(NPRO)产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大. 当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出. 采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响. 研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况. 用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.