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中国激光 2015年第12期42卷 59-63页

作者：刘广柏杨依枫雷敏胡曼郑也刘驰漆云凤何兵周军魏运荣楼祺洪中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源,线宽为亚纳米量级,最大输出功率为1509 W,输出斜率效率达到85.2%,光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系,系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS),... 详细信息

搭建了一个全光纤主振荡功率放大(MOPA)近衍射极限输出的超荧光源,线宽为亚纳米量级,最大输出功率为1509 W,输出斜率效率达到85.2%,光束质量因子稳定在M2=1.4。后向回光功率与输入功率呈线性关系,系统很好地抑制了受激布里渊散射(SBS),并且对环境具有很好的抗干扰能力。在整个输出功率范围内,没有观察到自脉冲和弛豫振荡现象。

关键词：激光器光纤激光器掺镱光纤放大器放大自发辐射光纤布拉格光栅

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全光纤掺铥光纤激光器不同波长的输出特性

全光纤掺铥光纤激光器不同波长的输出特性

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第十四届全国物理力学学术会议

作者：余婷叶锡生张嘉阳陈卫标中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学

2μm波段激光器在激光雷达、生物医疗、光电对抗等领域有着重要的应用需求。光纤激光器因具有散热面积大、结构简单稳定、环境适应性好及光束质量好等诸多优点,成为近二十年来激光技术发展的重点方向。基于掺铥双包层光纤的新型2μm光... 详细信息

2μm波段激光器在激光雷达、生物医疗、光电对抗等领域有着重要的应用需求。光纤激光器因具有散热面积大、结构简单稳定、环境适应性好及光束质量好等诸多优点,成为近二十年来激光技术发展的重点方向。基于掺铥双包层光纤的新型2μm光纤激光器,因采用波导结构的掺铥光纤作为工作物质,有效地避免了固体激光器中热效应对功率和亮度的限制,得到了更高的能量转换效率,有望实现性能稳定、功率更高的2μm激光光源。掺铥光纤具有阈值低、散热效果好、光束质量佳等优异特性,采用铥光纤作为增益介质的2μm光纤激光器不仅能通过全光纤化的方式简化激光器的结构,而且性能稳定,光束质量远比固体激光器高。掺铥光纤激光器具有很宽的发射光谱(1 800～2100 nm),考虑到不同的波长具有不同的输出增益,为此我们对端面泵浦的全光纤掺铥光纤激光器在近100 nm内的不同波长的输出特性开展研究。为了实现高功率的激光输出,泵浦激光器选择中心波长为793 nm的半导体二极管,通过一个合束器把尾纤输出的泵浦光高效耦合进多模双包层掺铥增益纤中,实现高功率泵浦;采用光纤光栅作为谐振腔,通过选择不同波长的光纤光栅,来获得不同波长的激光输出。我们分别对该全光纤掺铥光纤激光器在1 915、1 941、1 981和1 996 nm 4个波段的输出功率和光谱等特性进行了研究,发现输出功率均大于70 W。

关键词：全光纤掺铥光纤连续激光

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弱光作用下相移光纤光栅的光热效应

弱光作用下相移光纤光栅的光热效应

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：丁孟陈迪俊方祖捷王迪张茜魏芳蔡海文中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学

即使入射激光功率比较低,相移光纤光栅(PSFBG)仍然会随激光功率增加产生波长漂移。采用"泵浦-探测"系统分析了PSFBG对入射激光功率和波长的响应,并利用半导体激光器(LD)扫描透射峰的方法进一步验证了弱光作用下导致PSFBG光谱... 详细信息

即使入射激光功率比较低,相移光纤光栅(PSFBG)仍然会随激光功率增加产生波长漂移。采用"泵浦-探测"系统分析了PSFBG对入射激光功率和波长的响应,并利用半导体激光器(LD)扫描透射峰的方法进一步验证了弱光作用下导致PSFBG光谱移动的是光热效应而非克尔效应。基于耦合模理论和热传导方程,计算了PSFBG内的温度分布,给出了波长漂移量与入射光功率的理论关系式。分析了PSFBG置于不同环境下的光热效应,得出结论:不同于普通光纤光栅,温控并不足以改善PSFBG的光热效应,在对PSFBG波长漂移非常敏感的应用中,PSFBG的结构参数必须优化以减弱光热效应。

关键词：光纤光栅光热效应相移光纤光栅波长漂移

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可调谐纳秒脉冲光纤激光光谱合成技术研究

可调谐纳秒脉冲光纤激光光谱合成技术研究

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第十四届全国物理力学学术会议

作者：杨依枫胡曼郑也何兵晋云霞周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学

相比于重复频率和脉宽固定的脉冲激光而言,重频和脉宽可调谐的高功率纳秒脉冲激光在材料加工、传感、通信以及光与物质相互作用等领域的应用需求更加广泛。特别是在材料加工方面,对于给定的特殊材料,对应的最优化单脉冲能量是一定的,当... 详细信息

相比于重复频率和脉宽固定的脉冲激光而言,重频和脉宽可调谐的高功率纳秒脉冲激光在材料加工、传感、通信以及光与物质相互作用等领域的应用需求更加广泛。特别是在材料加工方面,对于给定的特殊材料,对应的最优化单脉冲能量是一定的,当脉宽和光束质量一定时,仅仅通过改变重复频率就可以实现对加工速度的精确控制。在以往的报道中,重复频率和脉宽可调谐的脉冲激光器大多通过调Q或锁模的方式获得,这种情况下获得的脉冲激光重复频率和脉宽的可调谐范围通常是有限的,而且调谐精度往往与激光器的腔参数密切相关,容易受到周围环境的干扰,调谐精度不高。本工作采用两台1μm波段纳秒级光纤激光器,采用偏振非相关多层电介质反射式衍射光栅实现了重复频率和脉冲宽度可调的光谱合成。合成脉冲宽度从4 ns到800 ns,重复频率覆盖1～200 MHz。通过两路光束引入时延,实现了具有相同重复频率和脉宽的两路脉冲在空间和时域上的完全重叠,使得合成脉冲激光在重复频率和脉宽上的调谐范围比单路脉冲扩展了1倍。

关键词：光纤激光器光谱合成多层电介质反射式衍射光栅

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国产30/400μm光纤放大器中模式不稳定现象的实验研究

国产30/400μm光纤放大器中模式不稳定现象的实验研究

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：柏刚沈辉陈晓龙赵翔漆云凤何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学南京先进激光技术研究院南京中科神光科技有限公司

模式不稳定是指高功率光纤激光随着输出功率提升发生的模式突变,会导致光束质量下降,限制了衍射极限光纤激光输出功率的提升。本文研究了全光纤结构MOPA放大器中的模式不稳定现象,对于国产30/400μm阶跃折射率大模场双包层掺镱光纤,前... 详细信息

模式不稳定是指高功率光纤激光随着输出功率提升发生的模式突变,会导致光束质量下降,限制了衍射极限光纤激光输出功率的提升。本文研究了全光纤结构MOPA放大器中的模式不稳定现象,对于国产30/400μm阶跃折射率大模场双包层掺镱光纤,前级注入种子功率在30W左右时,实验测得模式不稳定的阈值功率在214W左右。对比理论计算的结果表明,热效应是模式不稳定现象发生的根源,级联的热积累过程会大大降低模式不稳定发生的阈值。

关键词：光纤放大器模式不稳定热效应

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高功率激光照射下多层电介质光栅的热光效应研究

高功率激光照射下多层电介质光栅的热光效应研究

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：公维超郑也杨依枫何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学南京先进激光技术研究院南京中科神光科技有限公司

多层电介质(MLD)光栅作为多波长激光合束系统中的核心元件,其热学特性和光学特性直接影响到合束的输出效果和整体性能。本文构建双波长激光实验系统来研究MLD光栅在高功率激光照射下的热光效应及其对衍射光束的影响。采用近千瓦量级108... 详细信息

多层电介质(MLD)光栅作为多波长激光合束系统中的核心元件,其热学特性和光学特性直接影响到合束的输出效果和整体性能。本文构建双波长激光实验系统来研究MLD光栅在高功率激光照射下的热光效应及其对衍射光束的影响。采用近千瓦量级1080nm激光直接照射光栅进行加热,研究光栅的热光效应,同时测量恒定小功率1058nm光栅衍射光的光束质量和功率来研究光栅热效应对衍射光造成的影响。实验表明,当光栅入射功率增加时,光栅温度升高,衍射光效率几乎不变,衍射光光束质量变差,这种劣化来自光束发散角的增大,并且与光栅温度具有很强的相关性。

关键词：多波长激光合束多层电介质(MLD)光栅热光效应

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全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器

全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：赵翔郑也柏刚杨依枫陈晓龙漆云凤何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学南京先进激光技术研究院南京中科神光科技有限公司

光纤中的非线性效应成为限制高功率光纤激光器发展的重要因素,抑制激光器时域的不稳定性(自脉冲现象)可以提升非线性效应的阈值。基于全光纤化的谐振腔引入简单的光纤珐珀腔,噪声抖动下降3倍,实现了自脉冲抑制的稳定的连续激光输出。这... 详细信息

光纤中的非线性效应成为限制高功率光纤激光器发展的重要因素,抑制激光器时域的不稳定性(自脉冲现象)可以提升非线性效应的阈值。基于全光纤化的谐振腔引入简单的光纤珐珀腔,噪声抖动下降3倍,实现了自脉冲抑制的稳定的连续激光输出。这种简单的腔结构保持了较高的斜率效率(76.5%),实现了高功率的激光输出(泵浦光48.7 W产生激光36.5 W)。这种腔结构的全光纤化谐振腔可以作为稳定的连续激光运转激光器,也可以用作更高功率光纤放大器的种子,限制非线性效应的产生。

关键词：拉曼光纤激光器自脉冲

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光纤激光线性振荡腔波长调谐特性的研究

光纤激光线性振荡腔波长调谐特性的研究

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：张璟璞郑也杨依枫何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学南京先进激光技术研究院南京中科神光科技有限公司

波长调谐光纤激光器在光纤通信、光纤传感、光学器件检测等领域都有重要应用。本文提出了一种新型的基于衍射光栅的线性振荡腔的宽带可调谐光纤激光器,通过改变光纤和和透镜的横向相对位置来改变光栅的入射角,进而改变激光输出波长。理... 详细信息

波长调谐光纤激光器在光纤通信、光纤传感、光学器件检测等领域都有重要应用。本文提出了一种新型的基于衍射光栅的线性振荡腔的宽带可调谐光纤激光器,通过改变光纤和和透镜的横向相对位置来改变光栅的入射角,进而改变激光输出波长。理论分析了激光输出波长与光纤位置的线性调谐关系,并在实验中得到验证,实现定标的波长调谐。激光输出波长在1040～1090nm范围内连续可调,光谱线宽小于0.08nm,输出功率可达到百毫瓦量级,中心波长能够长时间稳定。

关键词：光纤激光器衍射光栅波长调谐

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42 W,10.6 GHz窄线宽随机分布反馈光纤激光器

42 W,10.6 GHz窄线宽随机分布反馈光纤激光器

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2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：郑也杨依枫陈晓龙何兵周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学南京先进激光技术研究院南京中科神光科技有限公司

基于主振荡放大结构的光纤激光器中,种子光源的时域特性对光谱展宽现象有着直接关系。随机分布反馈光纤激光器是一种基于瑞利散射和拉曼增益的新型光纤激光器,时域稳定性好,近年来得到了广泛的研究。本文中,我们以1018 nm激光作为泵浦源... 详细信息

基于主振荡放大结构的光纤激光器中,种子光源的时域特性对光谱展宽现象有着直接关系。随机分布反馈光纤激光器是一种基于瑞利散射和拉曼增益的新型光纤激光器,时域稳定性好,近年来得到了广泛的研究。本文中,我们以1018 nm激光作为泵浦源,采用半开放腔的结构,利于环形器和窄带光栅滤波,实现了1.5 m W,10.6 GHz,中心波长为1067.6 nm的窄线宽随机激光输出,通过后续的三级放大系统将功率提高到了42.8 W,线宽依旧保持在10.6 GHz,这个光源可以作为接下来k W级窄线宽光纤激光器的种子源。

关键词：光纤激光器瑞利散射拉曼

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基于数字增强干涉技术的准分布式光纤振动传感器

基于数字增强干涉技术的准分布式光纤振动传感器

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2015年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛

作者：卢斌潘政清王照勇叶青蔡海文中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室中国科学院大学

光纤振动传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀、安全耐用等优点,是近几年传感领域的热点。数字增强干涉技术是通过伪随机码序列对激光进行相位调制,调制后的光信号经过传感光纤返回的各路干涉信号,可以在接收端根据光传播延... 详细信息

光纤振动传感器具有灵敏度高、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀、安全耐用等优点,是近几年传感领域的热点。数字增强干涉技术是通过伪随机码序列对激光进行相位调制,调制后的光信号经过传感光纤返回的各路干涉信号,可以在接收端根据光传播延时进行分离。数字增强干涉技术具有抑制杂散信号和多路复用的优点。本文通过实验验证了数字增强干涉技术的光纤振动传感器的可行性,并结合伪随机码的特性分析了传感点数对系统信噪比的影响。

关键词：光纤振动传感器数字增强干涉伪随机码

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