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光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的发展及展望 被引量:3
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作者 沈华 朱日宏 卞殷旭 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期63-76,共14页
目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状... 目前光纤光栅在高功率连续光纤激光器中的应用主要有两个方面,一是作为谐振腔腔镜,二是用来抑制激光器的非线性效应。首先论述了光纤光栅作为腔镜技术的发展现状,然后着重论述了能够抑制光纤激光器中非线性效应的特殊光纤光栅的发展状况。并详细描述了倾斜布拉格光纤光栅抑制受激拉曼散射和受激布里渊散射、长周期光纤光栅抑制受激拉曼散射以及相移长周期光纤光栅抑制自相位调制或四波混频等非线性效应引起的光谱展宽的研究进展。最后展望了光纤光栅在高功率光纤激光器领域的发展趋势,认为光纤光栅将朝着更高承载功率与长波长方向发展,同时认为基于飞秒激光刻写的光纤光栅技术、能够同时抑制多种非线性效应的光纤光栅技术、以及基于光纤光栅的光纤激光器激光偏振控制技术等将成为新的研究热点。 展开更多
关键词 功率光纤激光器 光纤光栅 谐振腔腔镜 非线性效应抑制
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一种高功率窄线宽偏振光纤激光器研究
2
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 功率
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高峰值功率小型化人眼安全脉冲光纤激光器
3
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 光纤激光器 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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67.9W高功率全光纤白光超连续谱激光器 被引量:5
4
作者 孙畅 葛廷武 +2 位作者 李思源 张晶 王智勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1-2,共2页
利用自主研发的全光纤被动锁模激光器以及高功率光纤模场匹配器,将145W 的皮秒脉冲耦合进国产光子晶体光纤,实现了67.9W 的高功率全光纤结构白光超连续谱输出,光谱范围为500~1700nm,10dB光谱宽度大于1000nm(泵浦波长除外).整个激光... 利用自主研发的全光纤被动锁模激光器以及高功率光纤模场匹配器,将145W 的皮秒脉冲耦合进国产光子晶体光纤,实现了67.9W 的高功率全光纤结构白光超连续谱输出,光谱范围为500~1700nm,10dB光谱宽度大于1000nm(泵浦波长除外).整个激光器系统的光-光(半导体泵浦源输出激光-超连续谱输出激光)转化效率达到33.8%. 展开更多
关键词 白光超连续 功率 光纤结构 光谱平坦度
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高功率窄线宽光纤激光器横模不稳定研究
5
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 功率 横模不稳定
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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
6
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 光纤激光器
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2 kW光纤激光器相变直冷板设计
7
作者 桂庆文 张艳凯 何有为 《激光与红外》 北大核心 2025年第5期658-664,共7页
相变直冷技术是光纤激光器的一种新型高效热管理手段。冷板是相变直冷系统的重要组成部件之一,其散热性能对激光器温度的稳定性等具有重要影响。本文对某2 kW光纤激光器用相变直冷板开展了结构设计,共提出了三种设计方案。设计方案的差... 相变直冷技术是光纤激光器的一种新型高效热管理手段。冷板是相变直冷系统的重要组成部件之一,其散热性能对激光器温度的稳定性等具有重要影响。本文对某2 kW光纤激光器用相变直冷板开展了结构设计,共提出了三种设计方案。设计方案的差异主要由冷板的加工方式所导致。此后,开展了基于计算流体动力学的冷板流-热-固耦合仿真分析,以评价冷板的散热效果。结果表明,基于单层流道中部分区域加入翅片式肋柱结构式冷板表面最高温度为27.13℃,平均温度为24.56℃,其平均换热系数高于所设计的打孔式串并行流道78%,整体散热性能优异,可使光纤激光器主要部件温度得到明显改善,并且该冷板的质量较串并行式结构冷板减少47.64%,有助于高功率光纤激光器产品的轻量化设计。 展开更多
关键词 功率光纤激光器 相变直冷 结构设计 计算流体动力学 数值仿真
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高功率1018nm连续掺镱光纤激光器 被引量:1
8
作者 张仁栗 张彬 +2 位作者 亓岩 颜博霞 毕勇 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1073-1075,共3页
成功搭建了高功率1018 nm连续掺镱光纤激光器,通过合理地择增益光纤长度,有效地抑制了ASE。实验获得了300 W最高输出功率,斜率效率为81%。
关键词 功率 光纤激光器 1018 NM 双包层掺镱光纤
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高功率连续波掺镱光纤激光器研究进展 被引量:16
9
作者 党文佳 李哲 +4 位作者 李玉婷 卢娜 张蕾 田晓 杨慧慧 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期676-694,共19页
高功率连续波掺镱光纤激光器因具有电光效率高、光束质量好、热管理方便等优点,在工业加工、军事国防、科学研究等领域得到广泛应用,但是高功率条件下的非线性效应和热效应限制了其输出功率的进一步提升。基于此,本文重点分析了受激拉... 高功率连续波掺镱光纤激光器因具有电光效率高、光束质量好、热管理方便等优点,在工业加工、军事国防、科学研究等领域得到广泛应用,但是高功率条件下的非线性效应和热效应限制了其输出功率的进一步提升。基于此,本文重点分析了受激拉曼散射非线性效应和热致模式不稳定现象的形成机理和抑制方法,为高功率光纤激光系统的设计与集成提供了参考,并详细介绍了2015年以来为克服两种因素的影响所取得的最新研究成果,最后展望了高功率连续波掺镱光纤激光器的发展趋势。 展开更多
关键词 功率光纤激光器 主振荡功率放大器 受激拉曼散射 模式不稳定
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2μm高功率掺铥连续光纤激光器研究进展 被引量:3
10
作者 李鑫 杨超 李永亮 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第11期1-5,共5页
掺铥光纤激光器体积小、结构紧凑、光束质量优秀、散热性能好,近十年间广泛应用于医疗、探测、工业等多个领域。主要介绍近十年高功率掺铥光纤激光振荡器和放大器的主要研究进展。在改善热效应管理方面,介绍了关于同带抽运、分段泵浦、... 掺铥光纤激光器体积小、结构紧凑、光束质量优秀、散热性能好,近十年间广泛应用于医疗、探测、工业等多个领域。主要介绍近十年高功率掺铥光纤激光振荡器和放大器的主要研究进展。在改善热效应管理方面,介绍了关于同带抽运、分段泵浦、调整掺杂浓度等几种方案。通过使用多级放大和高功率激光合束,以及更有效的热管理是目前实现更高输出功率的主要方向。 展开更多
关键词 掺铥石英光纤 掺铥光纤激光器 连续 功率
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基于ZEMAX高功率半导体激光器光纤耦合设计 被引量:11
11
作者 周泽鹏 薄报学 +4 位作者 高欣 王文 许留洋 王云华 周路 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1208-1212,共5页
随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率... 随着半导体激光器光源在激光加工领域的应用不断拓展,研制高耦合效率的半导体激光器光纤耦合模块变得十分重要。为了进一步提高光纤耦合激光二极管模块的输出功率,本文应用ZEMAX光学设计软件进行仿真模拟,将12只波长为808 nm、输出功率为10 W的单管半导体激光器通过合束方法高效率耦合进光纤。耦合光纤芯径为150μm、数值孔径为0.22,光纤输出功率为116.2 W,耦合效率为96.8%。 展开更多
关键词 半导体激光器 ZEMAX 效率 功率 光纤耦合
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高功率光子晶体光纤激光器实验研究 被引量:6
12
作者 杨林 段开椋 +2 位作者 罗时荣 赵卫 王屹山 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1446-1448,共3页
利用F-P谐振腔实验研究了高功率掺Yb3+光子晶体光纤激光器。使用915 nm和976 nm两种波长的泵浦源进行双端泵浦,在23 m长的双包层光子晶体光纤中获得了552 W的连续单模激光输出。该激光器的斜率效率约为76%,光-光转换效率为56%,光谱中心... 利用F-P谐振腔实验研究了高功率掺Yb3+光子晶体光纤激光器。使用915 nm和976 nm两种波长的泵浦源进行双端泵浦,在23 m长的双包层光子晶体光纤中获得了552 W的连续单模激光输出。该激光器的斜率效率约为76%,光-光转换效率为56%,光谱中心波长为1078 nm,光束质量平方因子为1.2。 展开更多
关键词 光纤激光器 光子晶体光纤 斜率效率 功率
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高功率光子晶体光纤激光器及其关键技术 被引量:6
13
作者 邓元龙 姚建铨 +1 位作者 阮双琛 王鹏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第6期596-598,651,共4页
与常规双包层光纤相比,空气包层大模面积光子晶体光纤更适用于高功率激光器的研制。介绍了高功率光子晶体光纤激光器研究的最新进展,分析了耦合系统和谐振腔设计中所存在的不利于功率提高的因素,指出低损耗的熔接技术是光子晶体光纤激... 与常规双包层光纤相比,空气包层大模面积光子晶体光纤更适用于高功率激光器的研制。介绍了高功率光子晶体光纤激光器研究的最新进展,分析了耦合系统和谐振腔设计中所存在的不利于功率提高的因素,指出低损耗的熔接技术是光子晶体光纤激光器达到更高功率的关键。 展开更多
关键词 光纤激光器 光子晶体光纤 功率 大模面积 熔接
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高功率半导体激光器光纤耦合实验研究 被引量:8
14
作者 余俊宏 郭林辉 +2 位作者 高松信 谭昊 尹新启 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期28-31,共4页
为进一步提高光纤耦合半导体激光器的输出功率,提出了一种多单管半导体激光器通过台阶分布、光束精密准直及自由空间合束实现高功率光纤耦合输出的方法,该方法具有结构简单、光学元件易于加工、耦合效率高等优点。采用这种方法对5只封... 为进一步提高光纤耦合半导体激光器的输出功率,提出了一种多单管半导体激光器通过台阶分布、光束精密准直及自由空间合束实现高功率光纤耦合输出的方法,该方法具有结构简单、光学元件易于加工、耦合效率高等优点。采用这种方法对5只封装在次热沉上的单管半导体激光器开展了芯径100μm、数值孔径0.22多模光纤的耦合实验研究,当工作电流为7.0 A时,光纤连续输出功率为21.8 W,亮度为1.83 MW/(cm^2·sr),耦合效率为70.32%。 展开更多
关键词 功率激光 半导体激光器 光纤耦合 空间合束
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高功率全光纤激光器特性 被引量:13
15
作者 张红 杨春平 +4 位作者 李伟 董海燕 杨超 王琦 肖小果 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1287-1289,共3页
介绍了采用国产光纤光栅研制的全光纤激光器,单端泵浦获得468 W的连续激光输出。从理论上分析了光纤光栅的反射率与波长的关系,计算了输出谱宽值,与实验测得的数据相符。全光纤激光器的光-光转换效率达到70%,且随着功率的增加,光纤光栅... 介绍了采用国产光纤光栅研制的全光纤激光器,单端泵浦获得468 W的连续激光输出。从理论上分析了光纤光栅的反射率与波长的关系,计算了输出谱宽值,与实验测得的数据相符。全光纤激光器的光-光转换效率达到70%,且随着功率的增加,光纤光栅的中心波长有向长波方向漂移的趋势。在最高输出功率下180s之内输出功率波动在0.04%以内。 展开更多
关键词 光纤激光器 光纤光栅 功率 谱宽
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高功率线阵半导体激光器光纤耦合设计 被引量:10
16
作者 武德勇 高松信 +1 位作者 严地勇 唐淳 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第5期19-20,共2页
本文通过分析高功率线阵半导体激光器的激光输出特性,设计了一种微台阶反射镜阵列对其进行光束变换,并分别采用几何光线追迹法和高斯光束的ABCD定律,模拟计算了光束变换情况。计算结果表明,本文设计的光束变换系统。可将10mm宽的线阵半... 本文通过分析高功率线阵半导体激光器的激光输出特性,设计了一种微台阶反射镜阵列对其进行光束变换,并分别采用几何光线追迹法和高斯光束的ABCD定律,模拟计算了光束变换情况。计算结果表明,本文设计的光束变换系统。可将10mm宽的线阵半导体激光器的输出激光耦合进一根芯径为800μm,数值孔径NA≥0.37的光纤中。 展开更多
关键词 功率 线阵半导体激光器 光纤耦合 光束变换
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高功率光子晶体光纤激光器实验研究 被引量:4
17
作者 王建明 段开椋 +2 位作者 赵振宇 王屹山 赵卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期11-14,共4页
从光纤热传导方程出发,研究了不同泵浦光吸收系数对光纤激光器沿光纤长度方向温度分布的影响。结果表明,低吸收系数光纤泵浦端温度相对较低,分布较为平缓,有效减缓光纤的热损伤。根据理论分析结果,实验中选择了吸收系数为1.45 dB/m的掺Y... 从光纤热传导方程出发,研究了不同泵浦光吸收系数对光纤激光器沿光纤长度方向温度分布的影响。结果表明,低吸收系数光纤泵浦端温度相对较低,分布较为平缓,有效减缓光纤的热损伤。根据理论分析结果,实验中选择了吸收系数为1.45 dB/m的掺Yb3+双包层光子晶体光纤作为增益介质,在泵浦光功率为560 W时,获得了428.5 W的高功率单模连续输出,斜率效率为76.5%,光束质量因子M2<1.2。由于泵浦端光纤温度较高,实验中对光纤两端进行了主动冷却,并且在离光纤端面约25 cm处的光纤表面温度进行实时测量,结果发现随着泵浦光功率的增加,光纤表面温度均匀增长,最高温度为310 K,温度正常。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 光纤激光器 双端泵浦 功率激光
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高功率掺镱双包层光纤激光器中光纤损伤及其理论分析 被引量:5
18
作者 韩旭 冯国英 +3 位作者 韩敬华 张秋慧 李尧 张大勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2468-2472,共5页
针对高功率掺镱双包层光纤激光器热效应引起的光纤损伤情况,由热传导方程,结合边界条件推导了两端泵浦情况下双包层光纤激光器光纤内的温度分布及热效应引起的应力分布,并对光纤内的温度分布和应力分布进行了数值模拟.结合模拟结果,对... 针对高功率掺镱双包层光纤激光器热效应引起的光纤损伤情况,由热传导方程,结合边界条件推导了两端泵浦情况下双包层光纤激光器光纤内的温度分布及热效应引起的应力分布,并对光纤内的温度分布和应力分布进行了数值模拟.结合模拟结果,对光纤的损伤进行了解释,分析了引起光纤热效应的主要因素.对两端泵浦情况的模拟与分析符合高功率光纤激光器的实际工作情况,这对优化高功率光纤激光器的设计有一定的参考价值. 展开更多
关键词 功率掺镱双包层光纤激光器 热效应 温度分布 应力分布
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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
19
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 光纤激光器 峰值功率 增益开关 掺铥光纤
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高功率掺镱双包层光纤激光器 被引量:5
20
作者 赵玉辉 郑义 +1 位作者 詹仪 杨洪杰 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期833-836,共4页
简要地概述高功率双包层掺镱光纤激光器的基本原理和关键技术,介绍其在工业、通信、医疗等领域的应用,并对国内外的近期进展作了综述。
关键词 双包层光纤激光器 包层泵浦 功率
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