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线偏振激光实验原理

2018/06/19192 作者:佚名
导读: 搭建了一台基于弯曲损耗抑制高阶模和快轴偏振模的全光纤结构的高消光比线偏振激光振荡器。在最高抽运功率为 182.1 W 时, 输出激光功率为 92.3 W, 半峰全宽约为 1.2 nm, 消光比优于 15 dB。目前功率提升主要受到抽运功率的限制。这种激光振荡器为获得线偏振激光提供了一种简单、 稳定的实现方案 。基于弯曲损耗的线偏振激光振荡器采用全光纤保偏结构, 由两个波长为 976 nm 的

搭建了一台基于弯曲损耗抑制高阶模和快轴偏振模的全光纤结构的高消光比线偏振激光振荡器。在最高抽运功率为 182.1 W 时, 输出激光功率为 92.3 W, 半峰全宽约为 1.2 nm, 消光比优于 15 dB。目前功率提升主要受到抽运功率的限制。这种激光振荡器为获得线偏振激光提供了一种简单、 稳定的实现方案 。

基于弯曲损耗的线偏振激光振荡器采用全光纤保偏结构, 由两个波长为 976 nm 的带尾纤半导体激光二极管(LD)抽运。高反光栅(HR FBG)的反射中心波长为 1080.08 nm, 反射率为 99.7%, 3 dB 带宽为 3.2 nm。输出耦合光栅(OC FBG)的反射中心波长为 1080.04 nm, 反射率为 9.4%,3 dB 带宽为 1.3 nm。熔接时采取平行熔接方式, 慢轴对慢轴, 快轴对快轴。增益光纤采用内包层直径为15 mm, 外包层直径为 130 mm 的掺镱熊猫型保偏光纤, 长度为 6 m。高反光栅、 输出耦合光栅和增益光纤一起构成该振荡器的谐振腔。输出耦合光栅后熔接了 1 m 长的传能光纤, 并在熔接处做了包层光滤除处理, 用于滤除没有吸收完全的抽运光和包层信号光。合束器的信号臂与振荡器输出端切成 8°斜角, 以避免反射回光进入振荡器。合束器、 高反光栅、 输出耦合光栅以及传能光纤都采用熊猫型保偏光纤, 且内外包层直径均与增益光纤匹配 。

在增益光纤中, 快轴方向上偏振模的有效折射率比慢轴方向上偏振模的有效折射率低, 所以快轴方向的偏振模对弯曲更加敏感在弯曲半径相同的情况下, 快轴方向的偏振模比慢轴方向的偏振模具有更高的弯曲损耗。此外, 高阶模的损耗比低阶模的弯曲损耗大。实验所用光纤的参数为 NA=0.08,ΔB =2×10-4。计算得到的实验所用光纤中 LP01模和 LP11模的弯曲损耗曲线可以看出, 通过缠绕增益光纤可以抑制或者减小高阶模和 LP01模快轴方向的偏振模, 而保持 LP01模慢轴方向的偏振模的强度优势, 使振荡器输出高消光比的单模线偏光 。

增加线偏振激光输出的新型谐振腔理论模型

反射型偏振片:光波在二介质的分界面上反射和折射时 , 不仅其能量要进行再分配 , 其偏振度也会产生相应的变化 。且在布儒斯特角入射时 ,反射光为完全偏振光 ,折射光也有最大的偏振度 。

在玻璃面上的单次反射 ,反射光有最高的偏振度 ,但光强仅为入射光强的 7. 5%, 光能利用率太低 ; 折射光光强虽很大 ,但偏振度又太低 , 无实用价值 。为了克服这一矛盾 , 人们将一组平行玻璃片叠在一起 ,形成 "片堆 ", 最后使通过片堆的折射光接近一个平行于入射面的线偏振光 。在谐振腔内插入偏振片 ,虽然激光脉冲一次通过偏振片时 ,折射光的偏振度不高 。但从建立脉冲到打开 Q 开关 , 闪光灯泵浦的谐振腔 , 激光脉冲有好几十个来回。这样 , 折射光的偏振度有很大提高  。

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