双环内级联采样光栅多波长锁模光纤激光器

研究了基于级联单光纤耦合器（oc）和双oc光纤环的复合环形腔光纤激光器的单纵模运转特性。通过对级联单oc和双oc光纤环辅腔的谐振通带特性进行分析，给出了优化双oc环的谐振通带特性以实现稳定单纵模运转的依据。利用构建的这种复合环形腔光纤激光器，实验验证了该理论依据的正确性。当主腔腔长为6．8m，单oc环环长为0．45m，双0c环环长约为0．56m时，选取双oc的耦合比为0．7，单纵模运转的稳定性相对最好，实验与理论分析结果相吻合。

针对由ydfl和edfl作为基频光源的qpm-dfg激光系统,利用ppmgln晶体的色散关系及其温度特性,有效拓宽了qpm波长接受带宽.模拟结果表明,当采用1550和1060nm波段的edfl和ydfl分别作为dfg的信号和抽运光源时,对于相同的中红外波段,满足qpm条件所允许的抽运光波长变化范围远大于信号光波长变化范围.当固定信号光波长为1560nm时,对于给定的晶体温度,1060nm波段抽运光的qpm接受带宽超过17nm,对应于中红外差频光带宽可约180nm.采用多波长ydfl作为抽运源,单波长edfl后接edfa作为信号源,在保持ppmgln晶体温度和极化周期73.5℃和30μm不变的前提下,实验获得了波长间隔为14nm的14个中红外激光波长的同时输出,并且,改变信号光波长,可实现对这种中红外多波长激光的同步调谐.

基于多模光纤(mmf)引入的偏振烧孔(phb)效应,研制了一种环形双波长掺铒光纤(edf)激光器。单模光纤(smf)-mmf-smf组成的结构使mmf不同偏振方向的反射模在波长上分开,利用phb效应实现双波长的输出,输出波长间隔可通过改变mmf的长度改变。实验对比了1.6m和3.0m长的mmf输出波谱特性,结果表明,通过增加mmf的长度,不但可以使输出波长的波长间隔变小,而且输出功率也会有一定的提高。本文研制的激光器,通过phb效应以及偏振相关隔离器(pdi)和偏振控制器(pc)的影响,在常温下实现了消光比为55db、边模抑制比为53db以及输出功率为-2dbm的两个连续波长的稳定输出。

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。

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。

采用非线性光纤环形镜加脉冲锁模技术及可调谐光纤光栅滤波器,对8字形腔被动锁模掺铒光纤激光器进行了波长可调谐输出的实验研究.在edfa抽运光功率一定的情况下,通过调节偏振控制器和可调谐光纤光栅滤波器,获得了光谱稳定、重复频率1.1mhz、输出功率起伏小于0.8dbm、中心波长在1548～1570nm内连续可调的短脉冲输出.该激光器可实现自启动锁模,且长时间稳定工作无需任何调整.

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%。

本文介绍了一种新型的基于分布反馈光纤激光器(dfb-fl)的光纤水听器系统。系统采用非平衡m-z光纤干涉仪的解调方法和相位补偿的零差检测方式。实验结果表明,未封装的dfb-fl对微弱的振动信号非常灵敏,并且能获得准确的声音信号。

提出并实现了一种单纵模输出、波长可开关的光纤激光器。该激光器采用线性法布里-珀罗(f-p)腔结构,利用980nm抽运的掺铒光纤(edf)作为增益介质,并且通过腔内另一段未抽运的掺铒光纤的饱和吸收效应来实现光纤激光器的单纵模运转;同时利用1×n光开关和n个并联的不同中心波长的光纤光栅(fbg)的选波作用,通过控制光开关的电压信号,实现n个输出波长的可开关功能。在90mw的抽运功率下,获得了-0.5dbm峰值功率.3.6khz线宽的单纵模激光输出;输出光的波长在控制电压的作用下可在1574.6nm,1579.7nm,1584.8nm和1589.9nm四个波长之间任意选择。

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。

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%。

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

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。

基于角锥互注入锁相相干合成方案,利用光纤bragg光栅(r=85%@1064nm)作为两路光纤激光器的共用腔镜,实现了两路光纤激光器相关联,进一步提高了激光的互注入能量。采用外腔结构,较容易实现了两路光纤激光器的能量互注入锁相。在实验上观察到了远场清晰稳定的干涉条纹(可见度超过0.8),获得了功率合成效率约为80%的线偏振相干激光输出。

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。

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。

提出了优化由两个均匀布拉格光纤光栅组成的980nm半导体激光器波长锁定器的方法以满足光纤放大器对半导体激光器的性能要求。运用耦合模理论推导了双布拉格光纤光栅(fbg)的透射率和反射率的解析表达式和波长锁定器增益方程。研究了两光栅之间的距离、光栅到激光器前端面的距离、光栅折射率、光栅折射率周期、光栅栅长和温度对激光器增益曲线的影响,并通过优化这些参数来达到最佳的锁模性能。测量了带双fbg波长锁定器的非致冷半导体激光器的输出光谱和出纤功率。实验结果表明:高功率非致冷980nm半导体激光器在0～70℃时的波长漂移为0.5nm,边模抑制比达45db以上,半峰值全宽度<1nm。经优化设计的980nm半导体激光器fbg波长锁定器可满足光纤放大器对非致冷半导体激光器大功率、长寿命、高可靠性、小尺寸等性能的要求。