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上海光機所高功率拉曼光纖激光器研究取得進(jìn)展

作者: 時間:2014-08-18 來源:中國電力電子產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 收藏

  近期,中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所空間激光信息技術(shù)研究中心馮衍研究員領(lǐng)銜的課題組,在高功率拉曼研究中取得新進(jìn)展。提出了一種鐿-拉曼集成的放大器結(jié)構(gòu),有效地解決了拉曼功率提升的主要技術(shù)瓶頸問題,在1120nm波長,首次獲得580W的單橫模線偏振拉曼光纖激光和1.3kW的近單模拉曼光纖激光輸出。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/261816.htm

  近年來,高功率光纖發(fā)展迅速。1μm波段的摻鐿光纖激光器,近衍射極限輸出功率可達(dá)20kW,多橫模輸出功率可達(dá)100kW。盡管如此,稀土摻雜光纖激光器的輸出波長,因稀土離子能級躍遷的限制,僅能覆蓋有限的光譜范圍,限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。基于光纖中受激拉曼散射效應(yīng)的拉曼光纖激光器是拓展光纖激光器波長范圍的有效手段。

  該項研究中,在一般的高功率摻鐿光纖放大器中注入兩個或多個波長的種子激光,波長間隔對應(yīng)光纖的拉曼頻移量。處于鐿離子增益帶寬中心的種子激光率先獲得放大后,在后續(xù)光纖中作為泵浦激光對拉曼斯托克斯激光進(jìn)行逐級放大。初步的演示實驗獲得了300W的1120nm拉曼光纖激光輸出;接著采用較大包層(400μm)的光纖,獲得了580W的單橫模線偏振拉曼光纖激光和1.3kW的近單模拉曼光纖激光輸出。結(jié)果發(fā)表于《光學(xué)快報》(Optics Letters)和《光學(xué)快訊》(Optics Express)[Opt.Lett.39,1933-1936(2014);Opt.Express22,18483(2014)]。鑒于目前高功率摻鐿光纖激光器均采用主振放大結(jié)構(gòu),新提出的光纖放大器結(jié)構(gòu)可用于進(jìn)一步提升拉曼光纖激光的輸出功率。初步的數(shù)值計算也表明,該技術(shù)方法有望在1~2μm范圍內(nèi)任意波長獲得千瓦級激光輸出。

  該項研究得到了中國科學(xué)院百人計劃、國家“863”計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。

  千瓦級摻鐿-拉曼集成的光纖放大器結(jié)構(gòu)示意圖

  輸出功率隨976nm二極管泵浦功率的變化曲線,其中的插圖為最高輸出時的光譜。

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