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连续/脉冲复合体制高功率固体激光技术研究 被引量：1
1
作者 刘磊 王文涛 +6 位作者 王超 王钢 刘洋 贾佑权 李宁 吕坤鹏 陈露 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期32-37,共6页
常规高功率激光器以连续或者长脉冲方式工作,与物质作用主要是依靠单一“加热”模式,针对其对复杂目标作用能力有限的问题,提出一种连续和脉冲激光同时输出,脉宽、重频可调的新体制高功率激光技术,激光放大链路以特殊时域模式工作,即高... 常规高功率激光器以连续或者长脉冲方式工作,与物质作用主要是依靠单一“加热”模式,针对其对复杂目标作用能力有限的问题,提出一种连续和脉冲激光同时输出,脉宽、重频可调的新体制高功率激光技术,激光放大链路以特殊时域模式工作,即高重频脉冲与连续运转同时输出,在重频10 kHz时,实现输出功率4800 W,其中连续激光功率3600 W,脉冲激光功率1200 W,脉冲宽度为3.6 ns;在重频100 kHz时,实现输出功率4920 W,其中连续激光功率3100 W,脉冲激光功率1820 W,脉冲宽度为7 ns,光束质量4.8倍衍射极限。 展开更多
关键词 连续/脉冲 时域 高功率激光 激光放大链路 高重频
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2.5 kW线偏振窄线宽全光纤激光器
2
作者 张利明 张昆 +7 位作者 张雪霞 熊文豪 孙儒峰 龙润泽 高平 邓宇 赵鸿 周寿桓 《航空制造技术》 北大核心 2025年第19期92-95,117,共5页
高功率线偏振窄线宽光纤激光器在功率光谱合成、相干探测等领域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(Transverse mode instability,TMI)效应是限制其功率提升的主要因素之一。本文分析了TMI效应对其输出... 高功率线偏振窄线宽光纤激光器在功率光谱合成、相干探测等领域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(Transverse mode instability,TMI)效应是限制其功率提升的主要因素之一。本文分析了TMI效应对其输出功率的限制机制,提出基于多波长泵浦技术的TMI抑制方案。试验采用多波长泵浦技术,以输出功率100 mW的单频激光器为种子源,通过相位调制器将种子源线宽展宽至23 GHz,经三级放大后,最终实现了功率2.54 kW、线宽23 GHz、中心波长1064 nm的线偏振激光输出,消光比达98%,光束质量M_(x)^(2)=1.21,M_(y)^(2)=1.23。进一步分析了泵浦波长对TMI效应的影响:由于光纤纤芯直径较小(20μm),增益光纤对泵浦光的吸收系数较高(1.8 dB/m@976 nm),导致纤芯温度升高;加之泵浦光量子亏损引入的热量,使得纤芯折射率发生变化,导致激光器在较低功率下发生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减小,光纤整体及单位长度上的热分布均显著降低,从而提高了TMI阈值,有效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 高功率 线偏振 窄线宽 模式不稳定
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高能激光光束质量β因子测量方法 被引量：1
3
作者 阴万宏 董再天 +10 位作者 张云龙 王文涛 刘磊 陈豪远 段园园 吴磊 黎高平 于东钰 吴沛 俞兵 孙鹏程 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期537-542,共6页
高能激光光束质量β因子测量装置主要用于强激光系统状态调试和综合性能参数诊断,用于评价激光系统出光性能以及远场光斑可聚焦的能力。针对接近衍射极限光束质量β因子测量过程中被测光斑在面阵相机上所占的像素点太少等缺陷,研究了采... 高能激光光束质量β因子测量装置主要用于强激光系统状态调试和综合性能参数诊断,用于评价激光系统出光性能以及远场光斑可聚焦的能力。针对接近衍射极限光束质量β因子测量过程中被测光斑在面阵相机上所占的像素点太少等缺陷,研究了采用聚焦显微放大与高精度扫描狭缝相结合的光束质量β因子测量方法,并对相关方案进行了分析计算。此外还设计了采用固定像差元件及平行光管光源组合的激光光束质量β因子测量结果验证方案,对研制的高能激光光束质量β因子测量装置进行了不确定度分析,测量不确定度优于10%。 展开更多
关键词 高能激光 β因子 测量方法 显微放大 扫描狭缝
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180 W单频全光纤激光器 被引量：3
4
作者 张利明 鄢楚平 +11 位作者 冯进军 张昆 张浩彬 朱辰 张大勇 赵鸿 陈念江 李尧 郝金坪 王雄飞 何晓彤 周寿桓 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第11期92-100,共9页
高功率单频光纤激器在相干探测、功率光谱合成等方面具有广泛的应用前景。分析了高功率单频光纤激光器中受激布里渊散射效应的抑制方法,研究了放大级特性对受激布里渊散射效应的影响。采用线宽为70 kHz的单频光纤激光器作为种子源,经两... 高功率单频光纤激器在相干探测、功率光谱合成等方面具有广泛的应用前景。分析了高功率单频光纤激光器中受激布里渊散射效应的抑制方法,研究了放大级特性对受激布里渊散射效应的影响。采用线宽为70 kHz的单频光纤激光器作为种子源,经两级光纤放大,实现了中心波长1 064.1 nm、线宽70 kHz、最高功率为180 W的单频全光纤激光输出,光-光转换效率71.1%,光束质量M_x^2=1.2,M_y^2=1.21。分析了改变放大级特性前后输出功率提升的原因,认为改变放大级的温度分布减小了受激布里渊散射效应的增益系数,提高了输出激光的受激布里渊散射阈值,促使改变放大级温度分布后的输出功率大幅提高。该激光器的输出功率仅受限于泵浦功率,进一步提高泵浦功率,有望实现更高功率的单频光纤激光输出。 展开更多
关键词 光纤激光器 单频 受激布里渊散射 温度分布
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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：6
5
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 光纤激光器 高峰值功率 受激布里渊散射 窄线宽
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1.2 kW便携式光纤激光器 被引量：2
6
作者 张利明 张昆 +7 位作者 赵鸿 孙儒峰 龙润泽 朱辰 宋奎岩 李尧 余洋 周寿桓 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期22-26,共5页
高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温,难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性,采用多相变控温技术,可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析,采用多相变温控技术,实现... 高功率光纤激光器通常采用如水冷散热方式进行控温,难以满足轻量化等的需求。而利用相变储能材料的特性,采用多相变控温技术,可大幅减小高功率光纤激光器系统的体积、重量。对光纤激光器的温控技术进行了分析,采用多相变温控技术,实现了波长1.08μm、最大功率1.26 kW的全光纤激光输出,光-光效率75.4%,光束质量因子M_(x)^(2)=1.21,M_(y)^(2)=1.23,有效减小了激光器的体积和质量,为高功率光纤激光器的热管理提供了新方法。 展开更多
关键词 光纤激光器 相变直冷 相变储能 热管理
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反向光纤耦合器反向隔离特性研究 被引量：1
7
作者 龙润泽 张昆 张利明 《激光杂志》 CAS 北大核心 2022年第1期70-73,共4页
高功率窄线宽光纤激光器具有线宽非常窄,相干长度非常长等独特激光特性,目前广泛应用于材料加工,生物医疗等各个领域。反向光纤耦合器是高功率窄线宽光纤激光器核心光纤器件,反向光纤耦合器普遍采用端面泵浦耦合技术制备,其在高功率窄... 高功率窄线宽光纤激光器具有线宽非常窄,相干长度非常长等独特激光特性,目前广泛应用于材料加工,生物医疗等各个领域。反向光纤耦合器是高功率窄线宽光纤激光器核心光纤器件,反向光纤耦合器普遍采用端面泵浦耦合技术制备,其在高功率窄线宽光纤激光器实际应用过程中,对反向光纤耦合器反向隔离度特性的研究可以提高对泵浦光源的保护作用。主要阐述了反向光纤耦合器反向隔离度基本原理。通过信号激光光源分别与(2+1)*1和(18+1)*1反向光纤耦合器研制相结合,分析对比反向光纤耦合器腰束横截面信号光纤直径,腰束横截面光纤束结构排列等物理因素对反向光纤耦合器反向隔离度的影响。 展开更多
关键词 光纤耦合器 反向隔离度 光纤激光器 窄线宽 高功率
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反向保偏光纤耦合器偏振特性研究
8
作者 龙润泽 张昆 +1 位作者 张利明 赵鸿 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期413-418,共6页
为了提升高能偏振光纤激光器输出激光偏振态稳定性,通过阐述反向保偏光纤耦合器反向消光比基本原理,采用信号光源与(6+1)×1反向保偏光纤耦合器研制相结合,取得了反向保偏光纤耦合器信号保偏光纤直径、信号保偏光纤应力区物理变化... 为了提升高能偏振光纤激光器输出激光偏振态稳定性,通过阐述反向保偏光纤耦合器反向消光比基本原理,采用信号光源与(6+1)×1反向保偏光纤耦合器研制相结合,取得了反向保偏光纤耦合器信号保偏光纤直径、信号保偏光纤应力区物理变化等因素和反向保偏光纤耦合器反向消光比的关系。结果表明,信号保偏光纤直径越小,输出偏振激光的偏振态越稳定,反向消光比大于49 dB,同时促进反向保偏光纤耦合器抽运光纤臂耦合效率提升至98%以上;正向偏振激光输出光纤应力区物理结构变化越明显,经反向保偏光纤耦合器反向输出偏振激光的偏振态越不稳定。该研究可为制备高消光比、高能偏振光纤激光器提供参考。 展开更多
关键词 激光器 反向保偏光纤耦合器 反向消光比 高能
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基于双色镜光谱合成9.6 kW合成光源 被引量：4
9
作者 孙儒峰 张昆 +3 位作者 张利明 张雪霞 吴佟 赵鸿 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期22-27,共6页
通过光纤激光光谱合成技术,可以打破单个光纤激光器输出功率受非线性因素制约的限制,实现更高功率的激光输出。通过梳理光谱合成技术的发展历程并分析其现状,对其原理及优劣势进行分析,结合自身研究,设计了一款便携式3路合成系统,通过... 通过光纤激光光谱合成技术,可以打破单个光纤激光器输出功率受非线性因素制约的限制,实现更高功率的激光输出。通过梳理光谱合成技术的发展历程并分析其现状,对其原理及优劣势进行分析,结合自身研究,设计了一款便携式3路合成系统,通过设计及优化光纤激光器的放大结构,严格把控参与合束的子束光源的质量,将1055、1070和1085 nm三路高功率窄线宽光纤激光进行合束,对合成系统中采用的双色镜进行研究,对其膜系指标进行严格的设计,对高陡度截止滤光膜的设计方法以及制备工艺进行分析,对其热损伤规律及控制技术进行研究,优化整个合成系统,最终实现合成功率9650 W的高功率激光输出,合成效率92%,光束质量M2为1.7,并对未来双色镜光谱合成进行了展望。 展开更多
关键词 光纤激光器 高功率 窄线宽 双色镜 光谱合成
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100 W级全光纤化线偏振单频光纤放大器 被引量：1
10
作者 张昆 房一涛 +5 位作者 余洋 李尧 宋奎岩 张利明 张大勇 赵鸿 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-4,共4页
报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤化1064 mm线偏振单频光纤放大器。种子源是一个线宽约为3 kHz的单频光纤激光器。输出功率为50 mW的种子激光经两级掺Yb保偏双包层光纤(光纤纤芯直径分别为10μm和20μm)和一级手性耦合纤芯增... 报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤化1064 mm线偏振单频光纤放大器。种子源是一个线宽约为3 kHz的单频光纤激光器。输出功率为50 mW的种子激光经两级掺Yb保偏双包层光纤(光纤纤芯直径分别为10μm和20μm)和一级手性耦合纤芯增益光纤放大后,最终获得了输出功率138 W、光束质量M2≤1.2、偏振消光比优于18 dB的高功率单频光纤激光输出。在脉冲调制模式下,获得了峰值功率465 W、脉宽宽度约为500μs的线偏振单频光纤激光输出。 展开更多
关键词 单频 光纤激光器 手性耦合纤芯光纤 全光纤化
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