分布反馈光纤激光技术水听器进展

为验证分布反馈光纤激光器水听器具有抗干扰强、动态范围大、灵敏度高等独特优点,进行了该水听器的系统设计,并给出分布反馈光纤激光器的输出特性曲线.采用非平衡m-z光纤干涉仪进行分布反馈光纤激光器水听器的解调,结合工作点扫描和控制的测量方法,利用压电陶瓷相位调制器来进行相位补偿,使系统稳定工作在最灵敏处.采用制作的光纤干涉仪,搭建室内水听器模拟对比实验,通过扬声器产生1.34khz和7.24khz的高频周期激励信号,以及对水听器进行敲击激励,分析水听器的响应.进行了激光器水听器和压电水听器低频频响特性对比测试,实验得出光纤激光器水听器的光电探测输出信号的信噪比高,可以准确、可靠地反映原始声信号.

在传统压电水听器相位一致性测试的基础上提出了分布反馈(dfb)光纤激光水听器相位一致性的测试方法,并搭建了测试系统。采用偏振无关的非平衡迈克尔逊干涉仪和归一化的相位载波(pgc)解调方案,解调出光纤激光水听器感受的水声信号,并与参考压电水听器作对比,使用高精度相位检测器将两信号转化为相位差信号;重复测量第二支光纤激光水听器;将两个相位差值作比较即可得到光纤激光水听器的相位一致性。实验证明了测试系统的稳定性;同时对光纤激光水听器的相位一致性进行了测试和分析,证明了光纤激光水听器具有很高的相位一致性。

针对光纤激光传感器信号解调过程中干涉仪输出干涉条纹可见度受输入光偏振态变化和两臂单模光纤双折射效应的影响,介绍了一种简单的光纤干涉仪消除偏振衰落技术,通过在michelson光纤干涉仪上加2个法拉第旋转镜来提高输出条纹可见度。使用琼斯矩阵法对干涉仪系统进行理论计算,证明法拉第旋转镜旋转角度在理想的45°附近时能达到很好的消偏振衰落效果,并通过实验进行了有效的验证。

报道了一台适用于分布式光纤传感的全光纤激光器。激光器基于主振荡功率放大(mopa)技术,种子光源为半导体激光器,放大器为掺铒光纤放大器。实现了重复频率和脉冲宽度分别独立可调的激光输出,中心波长为1550nm,光谱的3db带宽小于0.2nm,获得的最高峰值功率为1.1kw,输出的激光脉冲中放大自发辐射(ase)功率分数的最大值低于10%。

上海磐川光电科技有限公司 光纤激光器（带尾纤激光器） 产品说明书 光纤激光器（尾纤激光器）型号：pl-6598fibr 专业术语：光纤激光器 俗称：带尾纤激光器,尾纤激光模组,通讯光纤激光头 产品特点：*半导体激光管芯； *智能调制电路； *高效透过率光学系统； *低功耗，高效能光功率输出； *光斑模式tem； 应用领域：光纤通讯，特殊环境下工业标线定位，防伪检测，机械、石材切割金属锯 床、smt/电路板的对刀、标线、定位、对齐等 技术参数：型号：pl-6598fibr 波长635nm-1550nm激励方式电激励 输出功率5-200mw光斑模式圆点状 运行方式连续工作激光器供电电压dc3-5v 工作电流20-300ma光学透镜光学镀膜玻璃透镜 光束发散度0.1~1mrad光斑模式tem 直线度≥1/5000线宽≤1.0mm/

采用四级主振荡功率放大(mopa)结构,研制了高功率全光纤掺镱皮秒光纤激光器。种子源采用基于非线性偏振旋转(npr)效应的被动锁模光纤激光器,中心波长为1062.8nm,重复频率为17.51mhz,谱线宽度为5nm,平均功率为7.14mw。为了抑制功率放大过程中的非线性效应,通过全光纤重复频率扩展器将种子脉冲激光的重复频率提高到281.7mhz。主功率放大级以长度为4.8m的大模场面积掺镱双包层光纤作为增益介质。在抽运功率为60w时,获得的最大平均输出功率为31.2w,光光转换效率为52%。输出激光脉冲的中心波长为1063.7nm,脉冲宽度为10.2ps,重复频率为281.7mhz,谱线宽度为7nm,并对激光脉冲的时域和频域特性进行了分析。

光纤激光器的夏季保养 激光器是将电能转换为光能的装置，内部构成涉及光、机、电、 算等多个学科和领域。光纤激光器相对其它类型激光器，对环境要求 较低，但也必须保证使用环境符合要求，自身的防护措施能切实起到 防护作用。 夏季温度高、空气湿度大，是激光器故障高发的季节。统计显示， 高功率激光器故障，多与用户的操作顺序、设备运行环境相关，为防 止故障发生，减少故障时间及其带来的损失，请注意如下三个方面。 一、保证机箱密封。 光纤激光器的机箱采用了封闭式设计，安装有机箱空调或除湿器， 以保证机箱内的各个元件处于相对稳定安全的温湿度环境下。 如果机箱没有处于密闭状态，则机箱外的高温高湿的空气就能进 入机箱内部，在遇到内部通水冷却的元件时，则在其表面遇冷凝结， 造成可能的损害。 二、进行开机预热。 激光器机箱不可能做到完全密闭，使用结束后断电，机箱空调停 止运转，外部的湿热空气可以逐渐渗

icton2012we.b6.1 978-1-4673-2229-4/12/$31.00?2012ieee1 designofrareearthdopedmulticorefiberlasers andamplifiers michelesurico,annalisaditommaso,pietrobia,lucianomescia,marcodesario, francescoprudenzano dee-dipartimentodielettrotecnicaedelettronica,politecnicodibari,viaorabona,4,70125bari,italy e-mail:prudenzano@poliba.it abstract ahome-madecomputer

阐述了多芯光纤的优点和结构,介绍了多芯光纤激光器达到大的输出功率的机理和同相位模式的选模和耦合原理,最后介绍了近年多芯光纤激光器的研究进展。

掺yb光纤激光器输出功率的继续增长会受到非线性效应、光学损伤和热损伤等因素的限制。文中报道了实现千瓦级功率输出的包层泵浦掺yb光纤激光器。该激光器成功解决了以上限制因素,采用双端泵浦技术和大模面积双包层掺yb光纤,在1.08μm附近获得了高功率连续激光输出,输出功率达1.2kw,光-光斜效率78.6%,达到目前国内最高水平。

根据光纤激光器的特殊结构,提出了光纤激光器泵浦源的不同种类,并给出了选择泵浦源的标准,以及其对应的效率。

光纤激光器的原理 光纤激光器原理 ? ?　　光纤激光器利用掺杂稀土元素的光纤研制成的光纤放大器给光波技术 领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成 激光器，因此光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发。目前开发研制的光 纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤 纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物 质的激光能级“粒子数反转”。因此，当适当加进正反馈回路（构成谐振腔） 便可形成激光振荡。另外由于光纤基质具有很宽的荧光谱，因此，光纤激光 器一般都可做成可调谐的，非常适合于wdm系统应用。 ? ? ?　　和半导体激光器相比，光纤激光器的优越性主要体现在：光纤激光器 是波导式结构，可容强泵浦，具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束 质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现和光纤的耦合。 ? ?　

对掺杂光纤作增益介质的光纤激光器的研究始于20世纪60年代。而在20世纪80年代中期英国南安普顿大学掺饵(er3+)光纤的突破,使光纤激光器更具实用性,显示出十分诱人的应用前景。光纤激光器是当今光电子技术研究领域中最前沿的研究课题之一。

光纤激光器通用算法研究及软件实现

以两台808nm半导体激光器ld1和ld2为泵浦源,对光纤激光器双端泵浦进行了研究,获得了6.5w的激光输出。实验分别测出了ld1和ld2半导体激光器单端泵浦和双端泵浦时的输出功率,对双端泵浦输出功率与单端泵浦功率之和进行了比较,利用双端泵浦提高了泵浦效率和输出激光功率。同时测量了输出激光的偏振度,通过计算得到双端泵浦输出激光的偏振度为0.5。

光纤激光作为第三代激光技术的代表,具有其他激光器无可比拟的技术优越性和广阔的应用发展空间,将会逐步取代全球大部分高功率co2激光器和绝大部分yag激光器。利用光纤激光器的优点,集成开发了第五代全新的光纤激光机器人毛化系统,系统以光纤激光器为载体,协同机器人及其他设备来完成轧辊毛化作业。光纤激光毛化柔性工作站与传统的co2激光毛化设备相比取得了多项重大突破,如系统采用普通机床代替昂贵的磨床实现毛化功能,不仅节约大量的设备投资费用,并大幅度提高生产效率;系统对轧辊旋转时的轴向跳动容忍度大,毛化速度大幅度提高;光纤激光毛化技术可实现毛化点形貌的任意设计以及毛化点的有序、无序排列;毛化成本大幅度降低,没有三废,是一种绿色制造技术。

本文对光纤激光器的现状、发展和应用进行了综述。光纤激光器从掺杂稀土元素发展到掺杂过渡族金属元素;掺杂方法从单纯化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)发展到气相、液相、溶胶-凝胶(sol-gel)和改进的化学沉积(mcvd)等;光纤结构从单包层、双包层到今天的多芯双包层光子晶体光纤;激光功率已经到几十千瓦,光子晶体光纤激光器的功率也已超过1.5kw。目前,它们广泛应用于造船、航天、机械、电器、汽车、化工等多个领域。新光纤技术的成功,必将推动多种产业的快速发展。

理论分析了纤芯错位对激光输出功率及光束质量的影响,研究表明,纤芯错位后纤芯中的各个模式均有一定的功率衰耗,且基模总会向高阶模耦合,导致光束质量下降。采用20/400μm的双包层掺镱光纤,搭建了高功率全光纤激光振荡系统,实验研究了谐振腔外纤芯错位、谐振腔内纤芯错位以及谐振腔内和谐振腔外纤芯同时错位几种不同的情况对输出激光性能的影响,结果表明,谐振腔内纤芯错位和谐振腔外纤芯错位都会造成激光器性能的下降,但谐振腔内纤芯错位将导致激光器功率明显下降,而谐振腔内和谐振腔外同时错位会导致激光器光束质量急剧下降。

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模-多模-单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上,两端分别与一段单模光纤相连,通过调整偏振控制器的状态,实现了中心波长1542～1560nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18nm,边模抑制比大于40db,3db线宽为0.096nm;进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率,实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器,通过调整偏振控制器的状态,可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。

提出并研究了一种线性腔结构的基于sesam(半导体可饱和吸收镜)的被动调q光纤光栅掺铒光纤激光器,该激光器无需采用偏振控制器控制激光偏振态,简化了调q激光器的结构。该激光器的中心波长为1549.975nm,阈值功率为143mw,斜效率为1.2%。当泵浦功率从149mw增加到180mw时,脉冲重复频率从5.431khz增加到9.778khz。当泵浦功率为155mw时,激光脉冲的能量为5.6nj,重复频率为6.538khz,脉冲宽度为40μs。

因为器件性价比高、可复用、远距离探测,抗电磁辐射等优势,基于内腔光纤激光器的气体光谱检测方法受到了广泛的关注。通过精心设计气室和反射镜,建立了内腔光纤激光器气体检测系统。在锯齿波电压驱动下,f-p可调谐滤波器连续调谐,实现了波长扫描,可获得多条气体吸收谱线,一次扫描相当于多次测量,极大的提高了测量灵敏度。实验结果表明,检测误差可控制在100ppm内,相对误差小于实际气体浓度的3%。

研制了一种基于保偏(pm)光纤可饱和吸收体结合光纤光栅fabry-perot(fbgf-p)标准具的单频窄线宽光纤激光器。该激光器以高增益掺er3+光纤(edf)作为增益介质,采用行波环形腔消除空间烧空效应,并结合fbgf-p标准具选模,实现激光器单频运转。用一段pmedf作为可饱和吸收体抑制跳模,以获得高效、稳定的1550.65nm单频激光输出。在975nm单模泵浦激光抽运下,当抽运光功率为148mw时,获得的最大信号光功率为46.3mw,相应的光-光转换效率为31.3%,斜率效率为32.6%,信噪比(snr)大于55db。使用40km单模光纤(smf)延迟线,根据延时自外差方法测量得到单频激光器的3db光谱线宽约为2.5khz。