大功率光纤激光器技术及其应用

光纤激光器是当今光电子技术研究领域中最炙手可热的研究课题,尤其是大功率光纤激光器,已在很多领域表现出取代传统固体激光器和CO2激光器的趋势。本文从光纤激光器的结构出发,详细论述了大功率光纤激光器的工作原理和关键技术,重点介绍了应用更为广泛的脉冲型光纤激光器技术,最后简单列举了大功率光纤激光器的优势及其在工业加工、国防、医疗等领域里的应用情况。     

介绍一种高功率光纤激光器

近年来，为了提高激光器的输出功率，减少体积，增强工作稳定必画际上发展了一种以双包层光纤为工作介质的激光器，这种双包层光纤激光器采用包层泵浦原理，使注入内包层的泵浦光在内包层中传播，反复穿越纤芯被纤芯掺杂介质吸收，从而使纤芯中传播的光的比例增加，大大提高了输出功率，如此优越的性能使双包层光纤激光器在激光器领域中占有重要的地位，在比较了激光器的常用类型后，阐述了双包层光纤激光器的结构及工作原理，并对其国内，外的发展现状及应用前景作了介绍。     

高功率光纤激光器关键技术及进展

光纤激光器凭借其优良特性,在光纤通信、传感、工业加工、国防和军事等领域得到了广泛应用。分别论述了增益光纤技术、泵浦耦合技术、激光模式控制技术和光束合成技术等四大高功率光纤激光器关键技术的研究进展情况,并在总结、分析的基础上,展望了部分关键技术的发展趋势。     

双包层光纤激光器

双包层光纤激光器是目前研制出的功率最大的光纤激光器 ,它的激光输出功率可达几百瓦 .本文介绍了双包层光纤激光器的工作原理、优点、应用及其发展前景 .     

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。     

国产LD泵浦的掺镱双包层光纤激光器

本介绍了一种国产LD泵浦的高功率掺YB^3 双包层光纤激光器，泵浦功率2．15W时，得到了54W的功率输出，斜率效率达到86．1％．并对光纤激光器的光谱特性、时域特性进行了初步的研究和分析．     

2μm波长高功率掺铥光纤激光器

介绍了2μm波长高功率掺铥光纤激光器的基本原理,重点分析了其国内外研究的发展现状,梳理了2μm波长高功率掺铥光纤激光器的技术发展趋势,根据其特点分析了2μm波长高功率掺铥光纤激光器在传感和光谱分析、医疗和材料加工等方面的应用前景。     

LD泵浦的掺Nd双包层光纤激光器

本文对LD泵浦掺Nd双包层光纤激光器进行了实验研究.在现有的泵浦功率下,得到了超过1.2W 的连续激光输出,斜率效率为18.6％,并对光纤激光器的光谱特性和时域特性进行了初步的分析.     

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。     

基于光纤光栅的可调谐光纤激光器

利用光纤光栅作为调谐装置研制了可调谐的光纤激光器 . 调谐装置简单, 性能稳定, 激光器输出波长在17 nm范围内连续可调, 输出功率大于1 mW,激光谱线线宽小于0.1 nm.     

窄线宽光纤激光器温度调谐研究

通过研究热调谐与窄线宽光纤激光器波长的变化关系,实验发现光纤激光器的输出激光波长随温度连续变化,输出功率略有波动,从光谱仪上没有观察到跳模现象。跟踪几个温度点观察测量的自外差谱线,发现谱线的3dB带宽的变化小于1kHz,以光纤光栅标准具为主要选模器件构成的光纤激光器显示出了优良的光谱性能以及波长稳定性。     

基于布拉格光纤传感的变压器绕组多次短路冲击应变

布拉格光纤光栅传感器（FBG）最重要的应用之一是在结构表面进行应变测量。为研究变压器绕组在短路冲击过程中的绕组受力情况,本文通过COMSOL软件建立试验变压器的短路冲击有限元模型,仿真得到理论电磁力,通过公式计算得到理论应变;进行了110kV真型变压器短路冲击试验,利用FBG传感器对绕组状态进行监测,观察其中心波长变化量,并通过光-力理论转换方程计算得到实际应变。将实际应变、理论应变进行对比分析,发现误差在5%以内,验证了可采用布拉格光纤传感法用于变压器绕组短路冲击应变检测的可行性和准确性。通过本次研究表明FBG传感器测量精准,可以通过这种方法对变压器绕组变形进行测量,具有较大的实际工程意义。     

光纤布拉格光栅的耦合模理论分析

利用光波导中的模式耦合理论,考虑到经紫外光照射后光纤纤芯折射率的直流增量,推出了新的光纤光栅耦合模方程,得到了较简洁的耦合系数表达式．通过求解耦舍方程,得出了更严格的、与实验结果相符的布拉格波长表达式．     

基于PSG和反馈光纤环波长可开关的掺铒光纤激光器

提出了一种波长可开关掺铒光纤激光器,将相移光纤光栅（PSG）用作窄带滤波器,布拉格光纤光栅（FBG）用作反射镜,通过调谐FBG中心波长实现波长的可开关特性,采用反馈光纤环结构来增大激光器的自由光谱范围（FSR）,室温下,得到了稳定的单波长和双波长激光输出,并且在一定范围内可调谐.     

一种基于光纤光栅的窄线宽激光器

利用光纤光栅作为选频装置研制了窄线宽的环形腔光纤激光器。结果表明,选频装置简单、性能稳定、激光器输出波长在1 550 nm附近,谱线线宽小于0.1 nm。     

光纤光栅索力传感器的酸碱耐久性

拉索作为斜拉桥的主要受力构件常处于复杂、恶劣的工作环境,传统的索力监测手段存在一定的局限性。本文将光纤光栅传感器内嵌封装进金属承压块上的凹槽,研制了一种光纤光栅索力传感器,并对两种环氧树脂胶粘剂封装的光纤光栅索力传感器在酸碱腐蚀环境下的耐久性能进行了研究,然后依托逆幂律模型与老化动力学理论,推导出传感器寿命预测方程。试验结果表明:该传感器的线性度和稳定性良好,传感器在腐蚀溶液中失效的主要原因是封装部位界相区胶粘剂受腐蚀剥落。A类传感器的耐酸碱性强于B类传感器,A类传感器在弱酸弱碱环境中的使用寿命均超过35年,大于斜拉桥拉索平均20年的换索年限,可以实现拉索全生命周期的监测。     

光纤光栅传感特性测试仪的研究

利用匹配光纤光栅解调的技术,将光纤光栅和悬臂梁结构相结合,制作出一种新颖的光纤光栅传感测试仪.该仪器具有成本低、线性度高、灵活性和方便性,不仅可作为现场光栅传感测试装置,而且可以作为光纤光栅教学实验设备.     

基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统

针对传统测温方法对变压器绕组温度监测效果不很理想的问题,设计了基于光纤光栅的变压器绕组温度监测系统,分析了光纤光栅传感原理,并对监测系统进行了硬件和软件的设计,利用搭建的试验光路,对监测系统进行了测试,试验结果表明采用光纤光栅作为温度检测器件,能够对变压器绕组温度进行精确测量。     

变迹啁啾Bragg光纤光栅色散补偿特性的数值研究

对各种变迹与线性啁啾Bragg光纤光栅的色散特性作了数值分析,构造了各种变迹函数,进行了比较研究了变迹函数,啁啾函数,折射率变化量以及光栅长度对色散补偿带宽,时延特性以及色散补偿量的影响。     

DSP光纤光栅解调系统研究

实现高精度、快速光纤光栅解调的关键在于对FBG传感器反射的光信号进行波长分析,根据波长的大小结合光纤光栅传感器的物理特性,最终获得相应的待测量。通过对解调系统中存在的噪声进行系统分析,找出电路和光路中影响系统精度的因素,并针对元器件选型、pcb布局、光路搭建、软件算法方面提出了噪声抑制方案,有效提高了系统的测量精度。