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全光纤MOPA结构高功率脉冲激光器设计
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作者 李全法 渠彪 潘诗发 《光通信技术》 北大核心 2025年第2期100-105,共6页
为实现高功率、多参数可调的全光纤主振荡功率放大器(MOPA)结构纳秒脉冲激光输出,采用电路直接调制的半导体激光器作为种子源,设计了一种全光纤MOPA结构高功率脉冲激光器,优化了有源光纤弯曲半径及光路结构。实验结果表明,当一级和二级... 为实现高功率、多参数可调的全光纤主振荡功率放大器(MOPA)结构纳秒脉冲激光输出,采用电路直接调制的半导体激光器作为种子源,设计了一种全光纤MOPA结构高功率脉冲激光器,优化了有源光纤弯曲半径及光路结构。实验结果表明,当一级和二级泵浦功率分别为2.2 W和34.38 W时,该激光器可获得平均输出功率为20.85 W、最大峰值功率为12.9 kW、中心波长为1064.5 nm、线宽为3.75 nm、平均光束质量M2为1.345的稳定输出。 展开更多
关键词 脉冲激光 光纤 掺镱光纤激光 种子源调制 主振荡功率放大器
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高峰值功率小型化人眼安全脉冲光纤激光器
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作者 张语轩 王萱 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期191-195,共5页
高峰值功率、高光束质量的1550 nm波段激光在生物医学、材料加工和环境监测等领域具有广泛应用。本文报道了一种基于主振荡功率放大器(MOPA)结构的人眼安全脉冲光纤激光器,成功实现了12.2 kW的峰值功率,光光转换效率达到17.7%,中心波长... 高峰值功率、高光束质量的1550 nm波段激光在生物医学、材料加工和环境监测等领域具有广泛应用。本文报道了一种基于主振荡功率放大器(MOPA)结构的人眼安全脉冲光纤激光器,成功实现了12.2 kW的峰值功率,光光转换效率达到17.7%,中心波长为1549.884 nm,3 dB谱线宽为1.182 nm,重复频率为50 kHz,脉冲宽度为6.146 ns,光束质量达到1.11。此外,本文对人眼安全脉冲光纤激光器进行了工程化设计,以增强其对环境变化的耐受性,从而进一步提高其应用潜力。 展开更多
关键词 光纤激光 峰值功率 光束质量 人眼安全激光 环境变化耐受性
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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 光纤激光 窄线宽 功率
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Kagome空芯光纤的脉冲激光传输特性研究
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作者 王浪 崔建丰 +4 位作者 岱钦 栾智杰 邬小娇 李福玖 乌日娜 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期155-160,共6页
为了研究空芯光纤对纳秒脉冲激光的传输能力,使用Kagome型反谐振空芯光纤进行了1064 nm脉冲激光的传输实验。光纤的纤芯直径为60μm,数值孔径为0.02。使用中心波长为1064 nm,脉冲宽度为8.4 ns的电光调Q激光器作为光源,测试了光纤在纳秒... 为了研究空芯光纤对纳秒脉冲激光的传输能力,使用Kagome型反谐振空芯光纤进行了1064 nm脉冲激光的传输实验。光纤的纤芯直径为60μm,数值孔径为0.02。使用中心波长为1064 nm,脉冲宽度为8.4 ns的电光调Q激光器作为光源,测试了光纤在纳秒脉冲激光传输中的光束模式及传能效果。结果显示,该空芯光纤能够在保持基模的状态下,稳定传输10.25 mJ的纳秒脉冲,传输效率高达88%。此外,还系统分析了高功率脉冲激光对空芯光纤的损伤机理过程。研究结果表明,Kagome型反谐振空芯光纤在1064 nm波段能够实现10 mJ的纳秒脉冲传输,可以用作激光触发真空开关技术等应用的柔性光源。 展开更多
关键词 激光光学 脉冲传输 光纤耦合 Kagome型反谐振空芯光纤
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4μm以上光纤气体激光器输出功率突破10 W
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作者 陈琪 周智越 +7 位作者 马鹏飞 李炫熹 裴闻喜 吕国瑞 雷罗昊 石婧 李天宇 王泽锋 《强激光与粒子束》 北大核心 2025年第6期1-3,共3页
中红外激光器在医疗、通信和国防等领域具有重要应用需求,近年来,围绕中红外光纤激光器的研究引起国内外广泛关注。采用自研的2μm单频光纤激光放大器作为泵浦光源,利用气体分子的本征吸收实现粒子数反转,基于溴化氢(HBr)气体填充的反... 中红外激光器在医疗、通信和国防等领域具有重要应用需求,近年来,围绕中红外光纤激光器的研究引起国内外广泛关注。采用自研的2μm单频光纤激光放大器作为泵浦光源,利用气体分子的本征吸收实现粒子数反转,基于溴化氢(HBr)气体填充的反谐振空芯光纤(AR-HCF)实现了波长为4.16μm处大于10 W的中红外光源连续输出。通过采用大模场反谐振空芯光纤及后向气体填充的方式,在提高光光转换效率的同时有效抑制了热积累限制。在最大注入泵浦功率为63.8 W下,实现中红外光源最大连续输出功率10.37 W,对应斜率效率约为16.8%,最大功率下光束质量M2<1.1。研究结果证明了光纤气体激光器在产生高功率中红外光源方面的重要能力,对于中红外光纤激光技术的发展和研究具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 光纤激光 功率 中红外 溴化氢 空芯光纤
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高功率飞秒脉冲光纤激光系统 被引量:8
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作者 杨康文 郝强 +1 位作者 李文雪 曾和平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期1254-1256,1262,共4页
基础科学研究和超精细工业加工领域的发展迫切需要高重复频率、高功率的飞秒脉冲激光。采用啁啾脉冲放大技术,以掺镱双包层光子晶体光纤作为增益介质,搭建了高平均功率飞秒脉冲光纤激光系统。系统包括被动锁模振荡器、脉冲展宽器、单模... 基础科学研究和超精细工业加工领域的发展迫切需要高重复频率、高功率的飞秒脉冲激光。采用啁啾脉冲放大技术,以掺镱双包层光子晶体光纤作为增益介质,搭建了高平均功率飞秒脉冲光纤激光系统。系统包括被动锁模振荡器、脉冲展宽器、单模光纤预放大器、光子晶体光纤功率放大器和脉冲压缩器5部分。实验上获得了重复频率40 MHz、平均功率150 W、脉冲宽度273 fs的超短脉冲输出。整个系统置于3 m×1.5 m的光学平台上,通过模块化和集成化的改进,该系统体积有望大幅度减小,为科学研究和工业应用提供有力工具。 展开更多
关键词 功率飞秒激光 光纤激光 双包层光纤
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10kW峰值功率高脉冲能量全光纤结构2μm掺铥光纤激光器 被引量:3
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作者 殷科 杨未强 +2 位作者 张斌 周航 侯静 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-2,共2页
基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2μm种子脉冲激光,输出激光中心波长为1 979.4 nm,脉冲重复频率在1~100 kHz之间可调,输出脉冲宽度变化范围为60~200 ns.采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验,当... 基于增益开关技术在高掺杂浓度掺铥光纤中获得了稳定的2μm种子脉冲激光,输出激光中心波长为1 979.4 nm,脉冲重复频率在1~100 kHz之间可调,输出脉冲宽度变化范围为60~200 ns.采用两级掺铥光纤放大器对该种子脉冲激光进行放大实验,当种子脉冲激光重复频率为20 kHz时获得最大输出平均功率为17.2W,输出光谱没有观察到明显的放大自发辐射噪声.最大功率输出时,脉冲宽度为82 ns,对应单脉冲能量为0.86 mJ,脉冲峰值功率高于10 kW. 展开更多
关键词 光纤激光 峰值功率 增益开关 掺铥光纤
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高功率脉冲激光对阶跃折射率多模光纤损伤机理 被引量:3
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作者 赵兴海 高杨 程永生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1987-1991,共5页
理论分析和模拟仿真研究了激光点火系统中光纤端面损伤、光纤初始输入段损伤和光纤内部损伤机理。结果显示:端面损伤主要是由光纤端面的杂质和缺陷引起;光纤初始输入段损伤是由光束的初次反射造成光纤局部激光能量密度增大引起的;光纤... 理论分析和模拟仿真研究了激光点火系统中光纤端面损伤、光纤初始输入段损伤和光纤内部损伤机理。结果显示:端面损伤主要是由光纤端面的杂质和缺陷引起;光纤初始输入段损伤是由光束的初次反射造成光纤局部激光能量密度增大引起的;光纤内部体损伤主要由于激光自聚焦效应引起损伤和光纤受到的意外应力产生微小碎片,吸收激光能量,引起光纤局部损伤。给出了激光点火系统中提高光纤损伤阈值的一般方法,主要包括光纤端面处理、设计合理的激光注入耦合装置。 展开更多
关键词 多模光纤 激光诱导损伤 激光点火系统 峰值功率脉冲激光 热斑
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用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤 被引量:3
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作者 李杨 廖同庆 +3 位作者 刘道军 井保密 吕晓光 严艺 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期171-176,共6页
针对超强能量密度的飞秒脉冲很难在传统光纤中传输的情况,设计了一款用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤。首先基于一维光子晶体的光子禁带特性选择了制作空心Bragg光纤的材料,接着利用光学软件FDTD Solutions分析了光纤各结构... 针对超强能量密度的飞秒脉冲很难在传统光纤中传输的情况,设计了一款用于高功率飞秒脉冲传输的空心单模Bragg光纤。首先基于一维光子晶体的光子禁带特性选择了制作空心Bragg光纤的材料,接着利用光学软件FDTD Solutions分析了光纤各结构参数对光纤模式的影响,并对传输特性进行了分析。随后,通过在光纤包层中引入缺陷层的方法对其进行了进一步的优化,有效调控了该款光纤的色散曲线分布。经全带宽扫描可知,该款空心Bragg光纤单模传输的带宽达100 nm,完全满足了100 fs光脉冲的传输要求。 展开更多
关键词 空心Bragg光纤 功率飞秒脉冲 单模传输
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高峰值功率脉冲激光与石英光纤耦合的空气击穿问题 被引量:1
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作者 范馨燕 刘京郊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1291-1294,共4页
研究了15 MW峰值功率脉冲激光与600μm芯径石英光纤耦合中存在的空气击穿现象。对聚焦区域的空气击穿现象进行了理论和实验研究,测得空气击穿阈值为0.79×109W/cm2。测得固体介质的激光损伤阈值为2.12×109W/cm2,与理论计算结... 研究了15 MW峰值功率脉冲激光与600μm芯径石英光纤耦合中存在的空气击穿现象。对聚焦区域的空气击穿现象进行了理论和实验研究,测得空气击穿阈值为0.79×109W/cm2。测得固体介质的激光损伤阈值为2.12×109W/cm2,与理论计算结果相符。提出了七合一光纤耦合器用于解决空气击穿的办法,实验测得7根光纤并束的耦合效率为67.21%。结果表明光纤耦合器可有效解决15 MW峰值功率脉冲激光与600μm芯径石英光纤的耦合。 展开更多
关键词 峰值功率激光 空气击穿 光纤耦合 耦合效率 光纤损伤
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高峰值功率中红外2.8μm脉冲光纤激光器
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作者 沈炎龙 王屹山 +6 位作者 谌鸿伟 黄珂 陶蒙蒙 栾昆鹏 于力 易爱平 冯国斌 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期130-134,共5页
采用中心波长为975nm半导体激光器泵浦高掺铒氟化物双包层光纤Er:ZBLAN,并在谐振腔内插入主动调Q元件,获得了工作频率为1~10kHz的2.8μm激光主动调Q脉冲输出.在工作频率为10kHz条件下,获得了最大单脉冲能量为134.5μJ、脉宽为12... 采用中心波长为975nm半导体激光器泵浦高掺铒氟化物双包层光纤Er:ZBLAN,并在谐振腔内插入主动调Q元件,获得了工作频率为1~10kHz的2.8μm激光主动调Q脉冲输出.在工作频率为10kHz条件下,获得了最大单脉冲能量为134.5μJ、脉宽为127.3ns、峰值功率为1.1kW的脉冲输出. 展开更多
关键词 光纤激光 峰值功率 中红外 主动调Q 掺铒氟化物光纤
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侧向输出高功率激光光纤传输系统及测试
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作者 赵继然 王凤云 《应用光学》 CAS CSCD 1998年第2期19-22,共4页
本文介绍传输100瓦CWYAG激光的侧向输出光纤传输系统。
关键词 激光 光纤传输系统 测试 侧向输出率功率激光光纤传输系统
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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 窄线宽 功率 横模不稳定
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高功率2μm波长可调谐超短脉冲光纤激光器 被引量:1
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作者 宋伟华 彭志刚 +3 位作者 侯玉斌 幺鹏 张奕 王璞 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期5-12,共8页
高功率2μm波长可调谐的超短脉冲激光具有峰值功率高、脉冲宽度窄、波长可调谐等优势,在医疗手术、大气通信、光电对抗等领域具有广泛的应用。利用高峰值功率的掺铒光纤放大器泵浦高非线性光纤,在全光纤化结构中获得了1895~2165 nm可调... 高功率2μm波长可调谐的超短脉冲激光具有峰值功率高、脉冲宽度窄、波长可调谐等优势,在医疗手术、大气通信、光电对抗等领域具有广泛的应用。利用高峰值功率的掺铒光纤放大器泵浦高非线性光纤,在全光纤化结构中获得了1895~2165 nm可调谐的拉曼孤子输出。采用啁啾脉冲放大技术对拉曼孤子的脉冲能量进行提升,放大后拉曼孤子的单脉冲能量为1.56μJ,平均功率达到50.6 W,脉冲宽度为83 ps。经过光栅对压缩后,脉冲宽度降低至1.23 ps,平均功率为22 W,峰值功率达到0.55 MW。放大后的脉冲仍具有波长调谐的能力,当输出功率为5 W和50.6 W时,脉冲的波长调谐范围分别为38 nm和8 nm。 展开更多
关键词 拉曼孤子 波长可调谐 超短脉冲 功率光纤激光 光纤
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高功率激光单模光纤远距离传输实验研究 被引量:5
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作者 禹化龙 薛海中 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期605-609,共5页
受激拉曼散射(SRS)效应是制约高功率激光单模光纤远距离传输应用的瓶颈因素。采用1550nm非偏振连续波单模光纤激光器作为光源,通过实验研究了不同注入光功率条件下经过103km单模光纤传输所产生的受激拉曼散射现象,运用级联长周期光纤光... 受激拉曼散射(SRS)效应是制约高功率激光单模光纤远距离传输应用的瓶颈因素。采用1550nm非偏振连续波单模光纤激光器作为光源,通过实验研究了不同注入光功率条件下经过103km单模光纤传输所产生的受激拉曼散射现象,运用级联长周期光纤光栅带阻滤波器进行了受激拉曼散射抑制实验,并进行了相应的理论分析。提出了光纤受激拉曼散射抑制有效性判据,实验演示了受激拉曼散射现象,验证了级联长周期光纤光栅带阻滤波器对受激拉曼散射抑制的有效性。 展开更多
关键词 功率激光 单模光纤 级联长周期光纤光栅带阻滤波器 受激拉曼散射(SRS)抑制 光纤电能传输
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63.2W高峰值功率窄脉宽全光纤脉冲光纤激光器 被引量:6
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作者 张大勇 张昆 +3 位作者 朱辰 李尧 王雄飞 张利明 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1234-1237,共4页
报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤脉冲光纤激光器。种子光源是一个直接脉冲调制的1064 nm的外腔光纤布拉格光栅半导体激光器。峰值功率为1000 m W的种子LD经两级掺Yb^(3+)双包层光纤放大后,在100 k Hz重复频率下,获得了平均功... 报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤脉冲光纤激光器。种子光源是一个直接脉冲调制的1064 nm的外腔光纤布拉格光栅半导体激光器。峰值功率为1000 m W的种子LD经两级掺Yb^(3+)双包层光纤放大后,在100 k Hz重复频率下,获得了平均功率63.2 W、脉冲宽度14.3 ns、光谱宽度(FWHM)4.552 nm、光束质量M^2=1.09的脉冲激光输出。在此实验基础上研制了光纤激光器样机。 展开更多
关键词 光纤激光 重复频率 窄脉宽 光纤 脉冲
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142 W高峰值功率窄线宽线偏振脉冲光纤激光器 被引量:5
17
作者 张昆 周寿桓 +6 位作者 李尧 张利明 余洋 张浩彬 朱辰 张大勇 赵鸿 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期130-135,共6页
报道了一种基于主振荡功率放大(MOPA)结构工作的全光纤窄线宽线偏振纳秒脉冲光纤激光器。脉冲种子源是由一个分布反馈直腔型(DFB)单频光纤激光器被光电调制器进行强度调制后产生的。为了抑制受激布里渊散射(SBS)效应,脉宽被调节为3 ns,... 报道了一种基于主振荡功率放大(MOPA)结构工作的全光纤窄线宽线偏振纳秒脉冲光纤激光器。脉冲种子源是由一个分布反馈直腔型(DFB)单频光纤激光器被光电调制器进行强度调制后产生的。为了抑制受激布里渊散射(SBS)效应,脉宽被调节为3 ns,并且种子源线宽被相位调制器展宽为2.9 GHz。经两级保偏掺Yb3+光纤放大器放大后,获得了平均功率142 W,重复频率1 MHz,脉冲宽度2.88 ns,峰值功率49.3 kW的脉冲激光输出。在最大输出功率时,激光光束质量因子M2约为1.15,偏振消光比(PER)大于15.4 dB。 展开更多
关键词 光纤激光 峰值功率 受激布里渊散射 窄线宽
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可应用于光纤激光器的高稳定度泵浦源系统研制
18
作者 高博 贾鲁风 +1 位作者 霍佳雨 张姗 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第10期16-20,共5页
为了提升光纤激光器的输出性能,研制了一个高稳定度泵浦源系统,包括激光泵浦模块和外围控制系统。泵浦源系统测试结果表明,输出光功率与驱动电流之间具有良好的线性关系,输出光功率的短期稳定度为0.0613%,长期稳定度为0.1080%,而且输出... 为了提升光纤激光器的输出性能,研制了一个高稳定度泵浦源系统,包括激光泵浦模块和外围控制系统。泵浦源系统测试结果表明,输出光功率与驱动电流之间具有良好的线性关系,输出光功率的短期稳定度为0.0613%,长期稳定度为0.1080%,而且输出光谱的中心波长在长时间持续运行中稳定不变。将该泵浦源系统应用于光纤激光器,经过连续测试,输出光谱的中心波长仅发生4 pm的偏移。 展开更多
关键词 激光泵浦源 输出光功率 稳定度 光纤激光
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高功率光纤激光焊接的研究进展 被引量:34
19
作者 崔丽 张彦超 +2 位作者 贺定勇 李晓延 蒋建敏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期154-159,共6页
光纤激光焊接是一种具有较好工业应用前景的新技术,目前已经引起了国内外学者的重视。详细讨论了高功率光纤激光焊接低碳钢及低合金钢、不锈钢、高强钢、铝合金、镁合金、钛合金等材料的研究现状,分析了高功率光纤激光焊接的特点,最后... 光纤激光焊接是一种具有较好工业应用前景的新技术,目前已经引起了国内外学者的重视。详细讨论了高功率光纤激光焊接低碳钢及低合金钢、不锈钢、高强钢、铝合金、镁合金、钛合金等材料的研究现状,分析了高功率光纤激光焊接的特点,最后总结了高功率光纤激光焊接研究进展,并提出了研究的方向。 展开更多
关键词 激光技术 光纤激光焊接 功率激光 研究进展
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激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输 被引量:11
20
作者 夏彦文 叶金祥 +3 位作者 刘华 苏春燕 汤伟中 孔梅 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期284-288,共5页
对紫外激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输特性,包括材料色散、模式色散、非线性效应、耦合方式、光纤功率支撑能力等方面进行了理论分析和实验研究。结果表明,该光纤对ps量级脉冲的功率支撑能力有限,而对于ns量级的紫外脉冲,是... 对紫外激光脉冲在阶跃型多模光纤中的传输特性,包括材料色散、模式色散、非线性效应、耦合方式、光纤功率支撑能力等方面进行了理论分析和实验研究。结果表明,该光纤对ps量级脉冲的功率支撑能力有限,而对于ns量级的紫外脉冲,是一种较好的传输介质。 展开更多
关键词 紫外 皮秒 阶跃型 多模光纤 传输特性 激光脉冲
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