低辐照剂量率下光纤激光器输出功率的自漂白-辐照平衡实验研究 被引量：1

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作者 陈金宝 相广彪 +3 位作者 王小林 张汉伟 张江彬 华卫红 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-3,共3页

高功率掺镱光纤激光器具有高功率、高效率、可柔性传输的优点,在核设施维护中有着广泛的应用前景。然而,核设施环境中存在的辐照效应会导致光纤激光器功率降低,对实际激光系统应用带来较大挑战。考虑光纤激光器的自漂白效应,探索不同辐... 高功率掺镱光纤激光器具有高功率、高效率、可柔性传输的优点,在核设施维护中有着广泛的应用前景。然而,核设施环境中存在的辐照效应会导致光纤激光器功率降低,对实际激光系统应用带来较大挑战。考虑光纤激光器的自漂白效应,探索不同辐照剂量率下光纤激光器暗化与自漂白的关系。结果表明,当辐照剂量率低至一定数值时(比如0.1 rad/s),1 kW光纤激光器在整个实验过程中出光稳定,功率起伏小于1.79%。把观察到的这种现象命名为自漂白-辐照平衡。首次验证了在一定辐照剂量率下,光纤激光器自漂白效应导致的激光功率提升可以平衡辐照效应导致的功率下降,为相关应用中光纤激光器设计提供了有效支撑。 展开更多

关键词 掺镱光纤激光器 辐照效应 自漂白效应 平衡

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基于增益管理非线性的超快光纤激光放大研究进展(特邀)

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作者 李灿 任博 +4 位作者 郭琨 王涛 吴坚 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期45-58,共14页

增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域... 增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域的研究热点。文中从GMN脉冲演化的基本原理出发,系统梳理了GMN光纤放大技术在近年来所取得的研究进展、及在多光子显微成像等领域的应用,并进一步展望了其未来发展趋势。 展开更多

关键词 增益管理非线性放大 超快光纤激光 自相位调制 掺镱光纤

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长波段半导体激光泵浦光纤激光器实现2 kW功率输出 被引量：1

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作者 王鹏 孟祥明 +11 位作者 吴函烁 叶云 杨保来 奚小明 史尘 张汉伟 王小林 习锋杰 王泽锋 许晓军 周朴 陈金宝 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-84,共3页

半导体激光(LD)泵浦的高功率光纤激光器具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,在工业加工等诸多领域都有着广泛的应用。为了提高泵浦光吸收率,传统光纤激光器常用915 nm和976 nm波段的LD作为激光的泵浦源。在该类LD泵浦的光纤激... 半导体激光(LD)泵浦的高功率光纤激光器具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,在工业加工等诸多领域都有着广泛的应用。为了提高泵浦光吸收率,传统光纤激光器常用915 nm和976 nm波段的LD作为激光的泵浦源。在该类LD泵浦的光纤激光器中,由于量子亏损和泵浦吸收系数相对较高,光纤激光器的热致模式不稳定(TMI)阈值相对较低。为了提高量子效率和潜在的TMI阈值,提出采用大于1010 nm波段的LD直接泵浦光纤激光器,产生高量子效率激光。搭建了振荡放大一体化的全光纤激光器,采用总泵浦功率为2.56 kW的1010 nm波段LD泵浦,首次获得输出功率2.05 kW、光束质量M^(2)约1.7的激光。后续将通过进一步增大泵浦功率、优化光纤特性以实现更高功率、更优光束质量的光纤激光输出。 展开更多

关键词 光纤激光器 量子亏损 振荡放大一体化 模式不稳定

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全光纤激光阵列主动相位控制技术研究进展 被引量：3

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作者 常洪祥 粟荣涛 +4 位作者 龙金虎 常琦 马鹏飞 马阎星 周朴 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期49-58,共10页

全光纤激光阵列主动相位控制利用全光纤网络实现阵列激光的活塞相位内部探测与控制,具有结构紧凑、无需外部反馈光学器件和易于扩展等优点,是大阵元规模光纤激光相干合成重要发展方向之一。采用全光纤相位探测结构,介绍了全光纤激光阵... 全光纤激光阵列主动相位控制利用全光纤网络实现阵列激光的活塞相位内部探测与控制,具有结构紧凑、无需外部反馈光学器件和易于扩展等优点,是大阵元规模光纤激光相干合成重要发展方向之一。采用全光纤相位探测结构,介绍了全光纤激光阵列主动相位控制技术的系统原理和利用光纤耦合器实现相位锁定的过程,总结了全光纤激光阵列主动相位控制关键技术,通过优化算法实现全光纤激光阵列主动相位控制验证实验。探讨了在全光纤结构主动相位控制中π相位模糊问题及解决方法,给出了利用双波长探测实现消除π相位模糊问题的仿真结果。最后梳理了全光纤激光阵列主动相位控制研究现状,并从路数扩展、功率提升和应用等方面进行了展望。 展开更多

关键词 光纤激光 全光纤激光阵列 相干合成 内部相位控制 光纤传感

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全光纤结构拉曼振荡器实现近1.8 kW激光输出 被引量：2

5

作者 范晨晨 付敏 +6 位作者 郝修路 黄善旻 李阳 陈子伦 冷进勇 姚天甫 周朴 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期268-270,共3页

拉曼光纤激光器在实现高功率特殊波长激光方面具有独特优势,受到了广泛关注和研究。近年来,随着渐变折射率多模光纤在拉曼激光器中的运用,不仅提高了可注入的泵浦功率,还通过光束净化特性实现了激光亮度增强。

关键词 光纤激光 拉曼振荡器 受激拉曼散射 渐变折射率光纤

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基于空间结构内部锁相的光纤激光相干合成技术

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作者 龙金虎 粟荣涛 +7 位作者 常洪祥 侯天悦 常琦 蒋敏 张嘉怡 马阎星 马鹏飞 周朴 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期97-108,共12页

介绍了本课题组近年来在基于空间结构内部锁相的光纤激光相干合成方面的研究工作,给出了空间结构内部锁相相干合成的基本原理,搭建了七路低功率光纤激光阵列实验系统,结果表明在内部相位噪声校正基础之上,可以稳定补偿外部相位差进而实... 介绍了本课题组近年来在基于空间结构内部锁相的光纤激光相干合成方面的研究工作,给出了空间结构内部锁相相干合成的基本原理,搭建了七路低功率光纤激光阵列实验系统,结果表明在内部相位噪声校正基础之上,可以稳定补偿外部相位差进而实现激光阵列同相位输出,验证了内部锁相方法的可行性。进一步介绍了空间结构内部锁相技术在目标在回路相干合成、阵列光束光场调控等方面的拓展应用,通过实验论证了空间结构内部锁相技术能够有效提升目标在回路相干合成系统的相位控制带宽,并在远场有效生成轨道角动量光束阵列,其拓扑荷数可从−1到+1切换。 展开更多

关键词 光纤激光 相干合成 相位控制 内部锁相 光场调控

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掺镱光纤激光器实现1178 nm单频线偏振激光输出

7

作者 康芃睿 陶悦 +5 位作者 莫正斐 姜曼 李灿 冷进勇 周朴 姜宗福 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期271-274,共4页

1178 nm单频光纤激光倍频后可以获得黄光,在钠激光导引星等领域有重要应用需求。然而,由于掺镱光纤在1178 nm处发射截面小,且存在严重的短波寄生振荡效应,基于掺镱光纤实现1178 nm单频激光输出面临较大的挑战。利用基于一段刻写在5 cm... 1178 nm单频光纤激光倍频后可以获得黄光,在钠激光导引星等领域有重要应用需求。然而,由于掺镱光纤在1178 nm处发射截面小,且存在严重的短波寄生振荡效应,基于掺镱光纤实现1178 nm单频激光输出面临较大的挑战。利用基于一段刻写在5 cm长度掺镱光纤上的光栅搭建基于分布反馈(DFB)结构的光纤激光器,实现了线宽为27.61 kHz(0.1 ms积分时间)、最高功率为13 mW、偏振消光比达到19.7 dB的1178.01 nm单频激光输出,是目前基于掺镱光纤实现的最长波长单频激光输出。 展开更多

关键词 光纤激光 单频 掺镱光纤 分布反馈结构

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-50~50℃超宽温运行千瓦级光纤激光器 被引量：1

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作者 李凤昌 王鹏 +5 位作者 王小林 奚小明 吴函烁 张汉伟 习锋杰 陈金宝 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期41-42,共2页

当前,光纤激光器工作温度范围一般较窄,如果能够扩展激光器的工作温度范围,则有望在更多的环境和领域得到应用。近期,国防科技大学基于风冷结构的光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦的全光纤振荡器方案,在-50~50℃超宽温范围内实现了1 kW量... 当前,光纤激光器工作温度范围一般较窄,如果能够扩展激光器的工作温度范围,则有望在更多的环境和领域得到应用。近期,国防科技大学基于风冷结构的光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦的全光纤振荡器方案,在-50~50℃超宽温范围内实现了1 kW量级的激光输出。通过优化系统设计,有望进一步提升宽温运行激光器的输出功率。 展开更多

关键词 光纤激光器 光纤振荡器 宽温运行 风冷

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1μm波段低量子亏损光纤激光研究进展(特邀) 被引量：1

9

作者 许将明 张扬 +10 位作者 马小雅 叶俊 柯延钊 李思成 梁峻锐 何俊鸿 黄良金 潘志勇 姚天甫 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期237-249,共13页

量子亏损对高功率光纤激光器内的废热产生和光光转换效率具有重要影响,光纤激光器输出功率的提升过程可以视为不断与量子亏损作斗争的过程。文中梳理了近年来1μm波段低量子亏损光纤激光的重要进展,重点介绍了稀土掺杂增益和拉曼增益两... 量子亏损对高功率光纤激光器内的废热产生和光光转换效率具有重要影响,光纤激光器输出功率的提升过程可以视为不断与量子亏损作斗争的过程。文中梳理了近年来1μm波段低量子亏损光纤激光的重要进展,重点介绍了稀土掺杂增益和拉曼增益两种体制的光纤激光器在实现低量子亏损输出方面的相关工作。在稀土掺杂光纤激光器中,采用级联泵浦、多组分掺杂、强泵浦等技术可降低激光器的量子亏损,其中量子亏损≤1%的掺镱光纤激光器已实现400 mW功率输出。在拉曼光纤激光器中,通过采用特殊掺杂、泵浦光谱调控、增益竞争抑制等技术,量子亏损≤1%的拉曼光纤激光器已实现百瓦级功率输出,并成功验证包层泵浦方案的可行性,表明其在实现高功率低量子亏损输出方面具有重要潜力。 展开更多

关键词 光纤激光器 高功率 低量子亏损 掺镱光纤激光 拉曼光纤激光

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大频移范围光纤拉曼增益谱的测量

10

作者 张扬 何俊鸿 +7 位作者 柯延钊 郭艺东 梁峻锐 马小雅 叶俊 许将明 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期143-150,共8页

光纤拉曼增益谱的测量对光纤激光器的设计与优化至关重要。当前光纤拉曼增益谱的测量主要是基于小信号增益法,但该方法测试时间较长,且可测量的频移范围受限于信号源的波长调谐范围,难以获得光纤在大频移范围内的拉曼增益谱。为此,提出... 光纤拉曼增益谱的测量对光纤激光器的设计与优化至关重要。当前光纤拉曼增益谱的测量主要是基于小信号增益法,但该方法测试时间较长,且可测量的频移范围受限于信号源的波长调谐范围,难以获得光纤在大频移范围内的拉曼增益谱。为此,提出了一种利用光纤的自发拉曼散射谱来反演光纤在大频移范围内拉曼增益谱的方法。利用该方法测量了两款光纤——掺磷光纤与掺锗光纤在1~42 THz频移范围内的拉曼增益谱。在1.6~22 THz频移范围内,基于该方法测得的拉曼增益系数与基于小信号增益法测得的结果基本一致。该工作为测量光纤在大频移范围内的拉曼增益谱提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 拉曼光纤激光器 拉曼增益谱测量 自发拉曼散射 掺磷光纤

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双端输出全光纤振荡器突破8 kW高功率输出 被引量：2

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作者 刘佳琪 曾令筏 +6 位作者 史尘 吴函烁 王鹏 奚小明 张汉伟 王小林 习锋杰 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期23-25,共3页

双端输出光纤激光振荡器可以通过一个单谐振腔结构实现两路激光输出,能够减少高功率光纤激光系统的体积和成本,在工业领域有着很好的应用前景。基于双端泵浦谐振腔结构,采用稳波长981nm光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦纤芯/包层直径为30/... 双端输出光纤激光振荡器可以通过一个单谐振腔结构实现两路激光输出,能够减少高功率光纤激光系统的体积和成本,在工业领域有着很好的应用前景。基于双端泵浦谐振腔结构,采用稳波长981nm光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦纤芯/包层直径为30/400μm的双包层掺镱光纤,首次实现了总功率大于8 kW的双端输出光纤激光振荡器。在总最高泵浦功率为10.951 kW时,A端输出功率为3769 W,B端输出功率为4400 W,总功率为8169 W,激光器光-光转换效率74.6%,A、B端激光光束质量M2因子分别约2.13和2.36。在最高输出功率时,两端输出激光中均未观察到动态模式不稳定效应(TMI)和受激拉曼散射(SRS),通过进一步增加泵浦功率,有望实现更高功率的激光输出。 展开更多

关键词 光纤激光器 双端输出光纤激光振荡器 受激拉曼散射 模式不稳定效应 光纤盘绕

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中红外侧面泵浦合束器及全光纤超荧光光源的研制(特邀)

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作者 朱晰然 张斌 +3 位作者 陈子伦 赵得胜 杨林永 侯静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期54-61,共8页

中红外超荧光光源具有光谱范围宽、空间相干性好、时域稳定性高等特点,应用前景广泛,但受限于中红外侧面泵浦合束器,目前普遍利用空间结构泵浦产生。文中根据拉锥光纤侧面耦合的原理,在125μm包层直径的无源双包层氟化物光纤上实现了中... 中红外超荧光光源具有光谱范围宽、空间相干性好、时域稳定性高等特点,应用前景广泛,但受限于中红外侧面泵浦合束器,目前普遍利用空间结构泵浦产生。文中根据拉锥光纤侧面耦合的原理,在125μm包层直径的无源双包层氟化物光纤上实现了中红外光纤侧面泵浦合束器的研制,该合束器泵浦光耦合效率达82.3%,可承受的最大泵浦功率达87.5 W。通过在中红外增益光纤上制得侧面泵浦合束器,实现了全光纤中红外超荧光光源产生,前后向输出的中红外超荧光最高功率和为91.09 mW(后向输出53.67 mW,前向输出37.42 mW),输出光谱范围从2702 nm覆盖至2830 nm。在中红外超荧光总输出功率为33.03 mW时,获得了108 nm的最宽20 dB带宽。文中实现的中红外全光纤超荧光光源克服了以往空间泵浦复杂度高、调节难的问题,对推动中红外超荧光光源的进一步功率放大具有重要意义。 展开更多

关键词 中红外光纤光源 超荧光光源 侧面泵浦合束器 氟化物光纤

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