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.     

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.     

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％。     

SBS调Q双包层光纤激光器

报道了包层泵浦调Q光纤激光器的实验研究。采用连续光泵浦方式,在激光谐振腔中,利用多模硅光纤中的非线性效应-受激Brillouin散射(SBS)进行自调Q,得到了纳秒量级的脉冲输出;改用脉冲光泵浦方式,实现了重复频率连续可调,稳定的纳秒量级光脉冲输出,脉宽(FWHM)小于2ns,峰值功率大于8kw。     

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。     

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%。     

窄线宽单频线偏振掺铒光纤环形腔激光器

报道了利用在未泵浦掺铒光纤中,驻波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,并通过在腔中置入光纤起偏器,使掺铒光纤环形腔激光器产生单频线偏振激光输出,其线宽在0.75KHz以下,输出光具有典型的光学双稳态特征.     

6.65 W输出二极管抽运双包层光纤单频放大器

研究光纤放大器的耦合效率以及影响输出功率的因素.抽运源为光纤输出976 nm的半导体激光器,增益光纤为长4.4 m的D型掺Yb3 双包层光纤,信号源为自行研制的单块非平面环形腔激光器.抽运光的耦合效率为80%,信号光的耦合效率为44%,入纤抽运光功率为24 W,信号光功率为200 mW时,得到了6.65 W的净输出功率,放大倍数达到33倍.分别对信号光及放大输出的频谱进行测量,结果为1 064 nm的单频放大.实验表明,信号光对放大增益的抽取非常重要,在此实验中信号光尚未饱和,放大功率仍有提高的余地.     

消逝波激励及增益耦合光纤三色激光辐射

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中,泵浦光沿光纤轴向耦合进入光纤并以全反射方式沿光纤轴向传播,泵浦光的消逝波激励染料分子产生增益.由于增益区域与回音壁模式的消逝场区域在空间很好的重叠,因此显著地提高了泵浦效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.将一根直径为265μm的石英光纤浸入三段激光染料溶液中,在622～632,504～518和427～434nm的3个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射.在消逝波激励及增益耦合方式下,实现了同一根光纤中红绿蓝三色的回音壁模式激光辐射,由此形成一种新型的三色回音壁模式光纤激光器.本文同时从实验和理论方面讨论了回音壁模式激光沿光纤轴向的产生长度随泵浦能量变化的关系.     

端面泵浦方向对光纤激光器斜率效率的影响

利用国产掺镱粗芯D型双包层光纤,进行了正向和反向端面泵浦实验研究,实验发现反向泵浦时转化效率较高.正向泵浦时获得193W的激光输出,对应着最大入纤功率280W,斜率效率约为70%;反向泵浦获得243W的激光输出,对应着最大入纤功率310W,斜率效率约为78%.理论部分从速率方程出发,模拟计算了直线腔掺镱光纤激光器内部的功率分布,给出了不同泵浦方式下输出功率与光纤长度的关系,跟实验部分符合较好.     

光发射源静态线宽对外调制光纤通信系统传输特性的影响

在２．５Ｇｂ／ｓ的光纤通信系统中,通常采用外调制技术以避免光源啁啾对传输距离的限制。这时系统传输特性的恶化主要来源于由光发射源静态谱线中的相位噪声经传输后转化而成的强度噪声（ＰＭ－ＡＭ噪声）,以及光纤中的受激布里渊散射。文章通过将ＰＭ－ＡＭ噪声项引入Ｐｅｒｓｏｎｉｃｋ－ＣＣＩＴＴ误码率计算方法,从理论上研究了ＰＭ－ＡＭ噪声对系统传输特性的影响,并通过２．５Ｇｂ／ｓ３００ｋｍ传输实验的结果加以验证,同时也分析了系统中受激布里渊散射阈值与光源线宽的关系。所得的结果可为系统设计工作中综合考虑二者的影响提供一定的依据。     

一种低噪声窄线宽光纤激光器

提出一种低噪声窄线宽结构的光纤激光器,经参数优化,光纤激光器线宽可以窄至0.8kHz以下;通过采用PID光电负反馈电路使弛豫振荡降低25dB,光源强度噪声平均降低5-10dB,对于不同的输入电流,光纤激光器在低频段的相对强度噪声保持稳定。     

环境对单分子体系荧光光子统计性质的影响

利用近年所发展的产生函数（Generating Function）理论方法,研究了激光场和射频场共同驱动下单分子二能级体系发射荧光光子的统计性质.对在激光脉冲和射频脉冲场作用下单分子二能级体系的荧光光子发射特性进行了理论研究,并讨论了单分子二能级体系发射光子的控制等有关问题.     

Rayleigh backscattering: a method to highly compress laser linewidth

Ultra-narrow linewidth laser with several hun- dred hertz at room temperature has attracted a great deal of attention in recent years and played a critical role in both optical sensing and communication fields. In this paper, a new method based on Rayleigh backscattering to highly compress the laser linewidth was proposed and demon- strated theoretically and experimentally. By theoretical analysis and simulation, Rayleigh backscattering can be collected in any waveguide structure and all wave bands, which could have a revolutionary impact on the field of laser. A single-longitudinal mode fiber ring laser with 130-Hz linewidth was achieved with self-injection feed- back structure at normal atmospheric temperature. The linewidth compression based on Rayleigh backscattering lies in the fact that laser linewidth after scattering is narrower than that of incident light in high Rayleigh scattering structure. The self-rejection feedback method expanding free spectra range of laser cavity simultaneously was used to further suppress the mode-hopping and stabilizing output. Experimental results showed that the laser linewidth can be easily narrowed to hundreds of hertz with side-mode suppression up to 75 dB. This agrees with the theoretical analysis and simulation results qualitatively.     

受激布里渊散射对光纤的影响分析

光纤中的受激Brillouin散射及其影响是设计光纤激光器必须考虑的问题.本文对受激Brillouin散射的原理,光纤激光器中Brillouin散射的阈值,在某些应用中抑制Brillouin散射的方法,光纤中Brillouin散射的特性,以及这些特性在布里渊光纤放大器、布里渊光纤激光器、布里渊光纤传感器、布里渊光纤相位...     

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...     

光源线宽对推挽式光纤传感器的影响

一般干涉型光纤传感器的信号臂和参考臂臂长差较大,为增强混合效率,必须采用窄线宽激光器作为干涉光源,成本较为昂贵。而采用推挽式探头设计结构,由于两臂等长可以降低传感器对激光器线宽的要求,采用普通的激光光源就可以满足要求,拓展了系统的实用性。     

光纤延迟线对激光器线宽测量的影响及修正

针对延迟线长度对拍频测量法的影响进行了理论分析,并找出了延迟线长度不同时测量线宽和激光本征线宽的关系模型.在此基础上对自制的窄线宽光纤激光器纵模线宽进行了测量.使用消除延迟线长度对线宽测量的影响的数据修正方法,得到的激光器的本征线宽为5.74 kHz.之后将实测数据分别与利用该方法得到的功率谱线型和标准洛伦兹线型进行比较,证明这种修正方法能够更准确的反映激光通过延迟线后的线型.     

掺镱光纤激光器时域特性的研究

利用光纤的非线性效应－受激布里渊散射（SBS）和二色镜的选频利用,以国产的激光二极管作泵浦源,在掺镱光纤激光器中得到了稳定的自调Q光脉冲输出,脉冲重复频率为29．4MHz,脉冲光宽度约为2ns。     

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．