一种高功率窄线宽偏振光纤激光器研究

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作者 张雪霞 张昆 +6 位作者 张利明 熊文豪 李尧 高平 赵鸿 解子俨 邓宇 《激光与红外》 北大核心 2025年第4期501-504,共4页

高功率窄线宽光纤激光器因其低噪声、可靠性好、电光转换效率高、相干性好和高光束质量等优异的性能,在精密测量、激光雷达、光谱分析及非线性光学应用等领域展现出巨大的潜力。本文选用种子、多级预放和主放的方式对窄线宽偏振光纤激... 高功率窄线宽光纤激光器因其低噪声、可靠性好、电光转换效率高、相干性好和高光束质量等优异的性能,在精密测量、激光雷达、光谱分析及非线性光学应用等领域展现出巨大的潜力。本文选用种子、多级预放和主放的方式对窄线宽偏振光纤激光器进行了研究。实验中,1056nm波段的窄线宽种子光经过多级预放后,功率输出20W,然后注入到双向泵浦的主放大系统中。激光器的包层光剥离器直接在光纤熔点处制作,这样既可以减少光路熔点,又可以简化激光器结构。通过优化主放大系统前后泵浦光比例,当泵浦电流为11.2A时,激光器的输出功率为2.505kW,激光器的光-光转化效率为83%。后期继续增加泵浦功率,可以获得更高功率输出。 展开更多

关键词 激光器 光纤激光器 窄线宽 高功率

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窄线宽激光器线宽测量时最短延时光纤长度计算方法

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作者 韩昊益 毕然 +3 位作者 陈蒙 王磊 陈侃 舒晓武 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第7期707-712,共6页

针对传统延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时延时光纤长度需大于6倍相干长度的严格约束,在深入分析延时自外差测量原理的基础上,建立了适用于延时光纤长度小于此极限情况的激光器线宽精确测量理论模型。通过开发数值仿真算法,推导并验... 针对传统延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时延时光纤长度需大于6倍相干长度的严格约束,在深入分析延时自外差测量原理的基础上,建立了适用于延时光纤长度小于此极限情况的激光器线宽精确测量理论模型。通过开发数值仿真算法,推导并验证了所提模型的准确性,进一步提出了确定短延时光纤下保证测量精度的最短光纤长度计算方法。选取55 km和2 km延时光纤分别对3 kHz和100 kHz两激光器进行线宽测量,计算得到激光器线宽分别为3.066 kHz和108.6 k Hz,实验结果均满足误差要求,证明延时自外差法测量窄线宽激光器线宽时判别延时光纤所需最短长度的有效性,为优化窄线宽激光器线宽测试方法提供了理论依据和实践指导。 展开更多

关键词 窄线宽激光器 线宽测量 延时自外差法 短光纤延时线

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基于多纵模振荡种子源的高功率窄线宽光纤激光器关键技术分析及研究现状 被引量：1

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作者 孙仕豪 郑也 +4 位作者 于淼 李思源 曹镱 王军龙 王学锋 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期38-51,共14页

基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较... 基于多纵模振荡种子源的窄线宽光纤激光器具有光路简单、结构紧凑、可靠性高、成本低等特点,在实际工程应用以及在空间受限的载荷平台上有着显著优势,是高功率光谱合成的理想子束模块。受自脉冲效应的影响,多纵模振荡种子源的时域特性较差,导致放大过程中会产生较强的光谱展宽与受激拉曼散射效应。这限制了其输出功率的进一步提升并降低了其光谱纯度。本文首先介绍了4种常见的窄线宽种子源,并重点分析了多纵模振荡种子源中自脉冲效应产生的机理及抑制方法,对优化多纵模振荡种子源和放大器的关键技术进行了详细介绍,归纳总结了近几年的技术突破与研究成果,对未来的发展方向进行了展望分析。本文研究对基于多纵模振荡种子源的窄线宽激光器的功率提升和光谱优化提供一定思路。 展开更多

关键词 窄线宽 光纤激光器 多纵模振荡种子源 自脉冲 复合腔

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高功率线偏振窄线宽光纤激光器TMI抑制

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作者 崔国栋 赵鸿 +2 位作者 张利明 张大勇 吕华昌 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期692-696,共5页

高功率线偏振窄线宽光纤激器在功率光谱合成、相干探测等方面具有广泛的应用前景。在高功率线偏振窄线宽光纤激光器中,模式不稳定(TMI)效应是限制其功率提升的主要因素之一。本文分析了TMI效应对高功率线偏振窄线宽光纤激光器输出功率... 高功率线偏振窄线宽光纤激器在功率光谱合成、相干探测等方面具有广泛的应用前景。在高功率线偏振窄线宽光纤激光器中,模式不稳定(TMI)效应是限制其功率提升的主要因素之一。本文分析了TMI效应对高功率线偏振窄线宽光纤激光器输出功率的影响,提出了TMI效应的抑制方法。文章采用长波泵浦技术,输出功率100 mW的单频激光器作为种子源,相位调制器将种子源线宽展宽至25 GHz,经三级放大,最终实现了线宽25 GHz、功率2.2 kW、中心波长1064 nm、消光比98%的线偏振窄线宽激光输出,光束质量M_(x)^(2)=1.2、M_(y)^(2)=1.21。分析了泵浦波长对TMI效应的影响:由于光线芯径较小(20μm),增益光纤对泵浦光吸收系数较高(1.8 dB/m@976 nm),纤芯温度较高,加上泵浦光量子亏损引入的热,导致纤芯折射率发生变化,较低功率下发生TMI效应,当泵浦波长向长波偏移时,泵浦光的量子亏损降低,同时泵浦吸收系数也降低,无论在光纤全长、还是单位长度上的热分布均减小,增大了TMI阈值,提升了线偏振窄线宽光纤激光器的输出功率。 展开更多

关键词 光纤激光器 线偏振 窄线宽 模式不稳定

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国产掺镱锥形光纤实现百瓦毫焦级窄线宽纳秒脉冲输出

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作者 黄智蒙 王苏钰 +11 位作者 张帆 耿鹏程 张慧嘉 潘蓉 曾安 夏汉定 姚泽锋 蒋学君 张锐 冯斌 衣永青 李平 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第1期1-3,共3页

窄线宽大能量纳秒脉冲单模光纤放大器具有高效率、高光束质量和小体积等优点,在激光探测、工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期中国工程物理研究院激光聚变研究中心基于国产锥形掺镱光纤和主振荡功率放大器(MOPA),实现了平均... 窄线宽大能量纳秒脉冲单模光纤放大器具有高效率、高光束质量和小体积等优点,在激光探测、工业加工等应用领域中具有明显的竞争优势。近期中国工程物理研究院激光聚变研究中心基于国产锥形掺镱光纤和主振荡功率放大器(MOPA),实现了平均功率100 W、脉冲宽度100 ns、单脉冲能量1 mJ、峰值功率10 kW的窄线宽(Δλ_(3dB)=0.49 nm)、线偏振(PER:12.3 dB)、近单模(M^(2)=1.49)全光纤结构1064 nm激光输出。通过优化增益光纤和放大器设计,可进一步提升放大器的输出能量、功率和光束质量。 展开更多

关键词 锥形掺镱光纤 窄线宽 光纤放大器 纳秒脉冲

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高功率窄线宽光纤激光器横模不稳定研究

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作者 张雪霞 张昆 +2 位作者 张利明 孙儒峰 吕华昌 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第8期26-31,共6页

高功率窄线宽光纤激光器在光束合成等领域具有广泛的应用前景。本文主要介绍了高功率窄线宽光纤激光器中横向模式不稳定性产生的原因以及有效的抑制方法,为进一步提高窄线宽光纤激光器的输出功率提供了参考依据。

关键词 光纤激光器 窄线宽 高功率 横模不稳定

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一种多波长窄线宽环形掺铒光纤激光器 被引量：8

7

作者 赵东晖 杨秀峰 +4 位作者 葛春风 吕可诚 刘志国 董孝义 郑建成 《光子学报》 EI CAS CSCD 1998年第5期459-461,共3页

本文提出了一种利用多个光纤光栅串接来实现环形掺铒光纤多波长，窄线宽激光器的新颖方法，并在实验中验证了这一设计的合理性，得到了稳定的双波长输出．

关键词 环形 掺饵光纤激光器 多波长 窄线宽 激光器

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高边模抑制比窄线宽的光纤光栅外腔半导体激光器 被引量：11

8

作者 周凯明 胡雄伟 +2 位作者 刘海涛 葛璜 安贵仁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期478-482,共5页

本文从耦合腔理论出发分析了光纤光栅外腔半导体激光器的模式选择 ,得到了为达到稳定的高主边模抑制比所需的短外腔、短光纤光栅的器件设计原则 .制作了两只光纤光栅外腔半导体激光器 ,Q1为短外腔 (<2 mm)、短光纤光栅 (4mm)结构 ,Q2... 本文从耦合腔理论出发分析了光纤光栅外腔半导体激光器的模式选择 ,得到了为达到稳定的高主边模抑制比所需的短外腔、短光纤光栅的器件设计原则 .制作了两只光纤光栅外腔半导体激光器 ,Q1为短外腔 (<2 mm)、短光纤光栅 (4mm)结构 ,Q2 为长外腔 (2 0 mm)、长光纤光栅 (1 7mm)结构 .测量 Q1的主边模抑制比为 35d B,Q2 的主边模抑制比为 1 0 d 展开更多

关键词 光纤光栅外腔 半导体激光器 耦合腔 高边模抑制比 窄线宽

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采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔光纤激光器 被引量：15

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作者 方秀丽 童峥嵘 +1 位作者 曹晔 杨秀峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期329-333,共5页

提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围(FSR),在... 提出了一种采用F-P光纤环滤波器的窄线宽环形腔激光器,该激光器采用环形腔结构,两个耦合比为30:70的耦合器和一段2 m长的未泵浦掺铒光纤构成F-P光纤环滤波器,F-P光纤环滤波器产生的梳状谱,可以增大激光模式之间的自由光谱范围(FSR),在一定程度上减小跳模现象的发生,有利于模式的稳定。研究表明,通过对掺铒光纤的优化和耦合器的选择可以提高F-P光纤环滤波器的精细度,而F-P光纤环中的未泵浦掺铒光纤起到饱和吸收体的作用,使输出激光的线宽得到有效压缩。将保偏光纤光栅和F-P光纤环滤波器共同应用于环形腔掺铒光纤激光器,在室温下得到了3 dB线宽均小于0.07 nm(实验室光谱仪最小分辨率)的窄线宽双波长输出。在2 h的观测时间内,最大峰值功率波动小于0.4 dB,具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 光纤激光器 F-P光纤环滤波器 饱和吸收体 窄线宽 环形腔

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二波混频高功率单频窄线宽光纤激光器 被引量：7

10

作者 代志勇 张晓霞 +3 位作者 彭增寿 李剑峰 欧中华 刘永智 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期159-163,共5页

设计并制造了一种基于二波混频的高功率单频窄线宽光纤激光器。激光器采用长线形腔结构,以Er3+/Yb3+双包层光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈注入,与腔内振荡激光混频干涉,形成分布的增益光栅与折射率光栅共同作用选模,获得稳定... 设计并制造了一种基于二波混频的高功率单频窄线宽光纤激光器。激光器采用长线形腔结构,以Er3+/Yb3+双包层光纤作为增益介质,利用输出信号光分束反馈注入,与腔内振荡激光混频干涉,形成分布的增益光栅与折射率光栅共同作用选模,获得稳定的1 550.63 nm单频高功率激光输出。在975 nm多模激光二极管(LD)抽运下,激光器抽运阈值光功率为356 mW。当抽运光功率为3.1 W时,激光器输出信号光功率为653.7 mW,对应的光-光转换效率为21.1%,斜率效率为24.6%,信噪比大于50 dB。用延时自外差方法测量激光器输出的3 dB光谱线宽为5.0 kHz。 展开更多

关键词 激光光学 光纤激光器 二波混频 单频 窄线宽

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窄线宽全光纤激光器实现666W高功率输出 被引量：10

11

作者 王小林 周朴 +5 位作者 肖虎 粟荣涛 郭少锋 司磊 许晓军 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1261-1262,共2页

搭建了一台主振荡功率放大(MOPA)结构的窄线宽全光纤激光器。利用噪声相位调制技术将单频激光线宽展宽至0.3GHz,通过四级放大器结构对10mW的窄线宽种子激光进行放大,获得了功率为666W的窄线宽激光输出。该窄线宽激光器输出功率仅受限于... 搭建了一台主振荡功率放大(MOPA)结构的窄线宽全光纤激光器。利用噪声相位调制技术将单频激光线宽展宽至0.3GHz,通过四级放大器结构对10mW的窄线宽种子激光进行放大,获得了功率为666W的窄线宽激光输出。该窄线宽激光器输出功率仅受限于泵浦功率,增加泵浦功率有望进一步提高输出功率。 展开更多

关键词 光纤激光器 窄线宽 相位调制 主振荡功率放大器

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主振荡功率放大结构窄线宽全光纤激光器334W高功率输出 被引量：6

12

作者 杜文博 肖虎 +3 位作者 王小林 冷进勇 周朴 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1996-1997,共2页

搭建了一台全光纤结构的窄线宽高功率掺镱光纤激光器。种子激光的输出功率大于40mW,线宽窄于100MHz。采用主振荡功率放大结构三级放大,主放泵浦功率为405W时得到了334W的窄线宽高功率激光输出,光光转换效率为82.4%。目前,激光器输出功... 搭建了一台全光纤结构的窄线宽高功率掺镱光纤激光器。种子激光的输出功率大于40mW,线宽窄于100MHz。采用主振荡功率放大结构三级放大,主放泵浦功率为405W时得到了334W的窄线宽高功率激光输出,光光转换效率为82.4%。目前,激光器输出功率仅受限于泵浦功率,增加有效泵浦功率即有望进一步提高输出功率。 展开更多

关键词 光纤激光器 窄线宽 全光纤 主振荡功率放大

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窄线宽光纤激光器关键技术研究 被引量：5

13

作者 高雪松 高春清 +2 位作者 宋学勇 李家泽 魏光辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期441-444,共4页

文章介绍了实现窄线宽光纤激光器的线宽压缩方法,并采用掺Er3+光纤作为增益介质,980nmLD激光器作为泵浦源,直线腔结构,光纤环行镜和光纤光栅共同作为腔镜,实现中心频率在1550nm波段的单频激光输出,并讨论了其关键技术和影响因素,为同类... 文章介绍了实现窄线宽光纤激光器的线宽压缩方法,并采用掺Er3+光纤作为增益介质,980nmLD激光器作为泵浦源,直线腔结构,光纤环行镜和光纤光栅共同作为腔镜,实现中心频率在1550nm波段的单频激光输出,并讨论了其关键技术和影响因素,为同类激光器的研制提供了参考。 展开更多

关键词 光纤激光器 单频激光 压窄线宽 腔形分析 ER^3+ 光纤

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窄线宽线形腔调Q双包层掺钕光纤激光器 被引量：3

14

作者 樊亚仙 吕福云 +2 位作者 谢春霞 王宏杰 吕可诚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期280-282,共3页

对LD泵浦调Q双包层掺Nd3+光纤激光器进行了实验研究 .在Littrow结构的体光栅与二向色镜构成的线形腔结构中 ,利用声光Q开关 (AQM)调Q ,在 10 64nm得到了光谱线宽约为 0 .0 8nm稳定的激光脉冲序列 .脉冲重复频率从 1kHz到 10kHz可调 .在... 对LD泵浦调Q双包层掺Nd3+光纤激光器进行了实验研究 .在Littrow结构的体光栅与二向色镜构成的线形腔结构中 ,利用声光Q开关 (AQM)调Q ,在 10 64nm得到了光谱线宽约为 0 .0 8nm稳定的激光脉冲序列 .脉冲重复频率从 1kHz到 10kHz可调 .在重复频率 1kHz时得到脉冲宽度约 80 0ns ,最大单脉冲能量 180 μJ ,脉冲峰值功率 2 2 5W ,激光平均功率 180mW ,并对激光输出脉冲能量进行了计算 ,计算结果与实验符合很好 . 展开更多

关键词 窄线宽 线形腔 调Q 双包层光纤(DCF) 光纤激光器

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一种低噪声窄线宽光纤激光器 被引量：4

15

作者 毛红敏 甄胜来 +2 位作者 朱军 曹志刚 俞本立 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第5期33-35,共3页

提出一种低噪声窄线宽结构的光纤激光器,经参数优化,光纤激光器线宽可以窄至0.8kHz以下;通过采用PID光电负反馈电路使弛豫振荡降低25dB,光源强度噪声平均降低5-10dB,对于不同的输入电流,光纤激光器在低频段的相对强度噪声保持稳定。

关键词 光纤激光器 低噪声 窄线宽

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紧凑型窄线宽分布反馈光纤激光器 被引量：3

16

作者 王宏杰 翁宇佳 +2 位作者 胡野 陈少甫 吕福云 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期891-893,共3页

在铒/镱共掺杂有源光纤上直接刻蚀光栅,制成一台紧凑型非对称π相移分布反馈光纤激光器。光栅总长度约50 mm,最佳相移位置在29 mm处,最佳耦合系数为150 m-1。采用980 nm激光二极管同向泵浦,当最大泵浦功率为200 mW时,在1550.94 nm处实现... 在铒/镱共掺杂有源光纤上直接刻蚀光栅,制成一台紧凑型非对称π相移分布反馈光纤激光器。光栅总长度约50 mm,最佳相移位置在29 mm处,最佳耦合系数为150 m-1。采用980 nm激光二极管同向泵浦,当最大泵浦功率为200 mW时,在1550.94 nm处实现约10 mW激光输出,线宽小于0.05 nm,阈值约35mW,斜率效率为6.06%,总光-光转换效率为5%,基本满足长距离光通信系统光源功率实用化的要求。 展开更多

关键词 光纤激光器 光纤光栅 铒/镱共掺杂 相移位置 窄线宽

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双光纤光栅法-珀腔可调谐窄线宽激光器 被引量：6

17

作者 杜勇 董小鹏 +1 位作者 陈敏秀 周金龙 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期159-162,共4页

基于游标原理,利用一对自由谱宽(FSR)略有不同的光纤布喇格光栅法布里-珀罗腔(FBG-FP)作为模式选择器件,设计了一种新颖的环形腔光纤激光器。从理论和实验上研究了该激光器的特性。通过对可调谐FBG-FP应力调谐,在1552.240～1552.912 nm... 基于游标原理,利用一对自由谱宽(FSR)略有不同的光纤布喇格光栅法布里-珀罗腔(FBG-FP)作为模式选择器件,设计了一种新颖的环形腔光纤激光器。从理论和实验上研究了该激光器的特性。通过对可调谐FBG-FP应力调谐,在1552.240～1552.912 nm范围内,以96 pm为平均间距,获得了8个由固定FBG-FP的透射谱所确定的窄线宽稳定激光输出。8个输出波长的平均功率为-17.66 dBm,波动在0.7 dB范围内。当泵浦光的功率为95 mW的时候,输出信号的信噪比均大于50 dB。实验上每隔1 min用光谱分析仪(OSA)对输出光波长自动扫描,记录的输出光波长漂移在数皮米范围内,且功率的波动小于0.1 dB。这种可调谐的窄线宽光纤激光器在光纤通信和光纤传感方面有潜在的应用价值。 展开更多

关键词 可调谐光纤激光器 光纤布拉格光栅 法布里-珀罗腔 游标原理 窄线宽

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被动锁模光纤激光器中窄带滤波器对多脉冲的影响 被引量：5

18

作者 罗智超 罗爱平 徐文成 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第4期43-47,共5页

研究了在被动锁模掺铒光纤环形激光器中加入窄带滤波器对多脉冲产生的影响.在激光器的腔内插入一个窄带光纤布拉格光栅(FBG),限制激射带宽,可以在低阈值的情况下产生多脉冲.多脉冲的个数取决于泵浦功率的设置,激光器输出脉冲的个数可以... 研究了在被动锁模掺铒光纤环形激光器中加入窄带滤波器对多脉冲产生的影响.在激光器的腔内插入一个窄带光纤布拉格光栅(FBG),限制激射带宽,可以在低阈值的情况下产生多脉冲.多脉冲的个数取决于泵浦功率的设置,激光器输出脉冲的个数可以分立可调.多脉冲的混沌态数值模拟进一步证实了上述结果.窄带滤波器可以加强多脉冲的产生,这有助于进一步理解光纤激光器中多脉冲的形成机制. 展开更多

关键词 被动锁模光纤激光器 多脉冲 窄带滤波器

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窄线宽单频线偏振掺铒光纤环形腔激光器 被引量：3

19

作者 俞本立 孙志培 吴海滨 《安徽大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期42-45,共4页

报道了利用在未泵浦掺铒光纤中 ,驻波饱和吸收诱发的自写入光纤光栅的窄带滤波特性及反射波长自适应特性 ,并通过在腔中置入光纤起偏器 ,使掺铒光纤环形腔激光器产生单频线偏振激光输出 ,其线宽在 0 .75KHz以下 。

关键词 光纤激光器 光学双稳态 饱和吸收 掺铒光纤环形腔 光纤起偏器 单频线偏振 窄线宽

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58kW高峰值功率窄线宽纳秒脉冲光纤激光器 被引量：1

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作者 李尧 温强 +3 位作者 张昆 李政 张浩彬 余洋 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1605-1609,共5页

报道了一种峰值功率58 kW的窄线宽纳秒脉冲光纤激光器,由窄线宽种子源加4级光纤放大的主振荡功率放大(MOPA)结构组成。窄线宽种子源输出的连续种子光经电光强度调制器调制为纳秒脉冲信号光,经4级光纤放大,输出峰值功率达58 kW的窄线宽... 报道了一种峰值功率58 kW的窄线宽纳秒脉冲光纤激光器,由窄线宽种子源加4级光纤放大的主振荡功率放大(MOPA)结构组成。窄线宽种子源输出的连续种子光经电光强度调制器调制为纳秒脉冲信号光,经4级光纤放大,输出峰值功率达58 kW的窄线宽脉冲激光,中心波长1064.31nm,平均功率56.9W,重频100kHz,脉宽9.8ns,斜效率71.7%,光束质量M^(2)=134,偏振消光比15.6dB。激光功率的进一步提升受限于次脉冲及自相位调制。该高峰值功率窄线宽纳秒脉冲光纤激光器可在激光雷达中得到应用。 展开更多

关键词 光纤激光器 窄线宽 纳秒脉冲 主振荡功率放大 高峰值功率

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