高功率窄线宽光纤激光器自脉冲机理及其抑制研究

发布时间：2025-05-07 04:38

　　近年来,随着高功率光纤材料、器件以及高亮度半导体激光器的快速发展,高功率光纤激光器输出功率得到了极大的提升。由于其紧凑的结构,良好的热管理,较高的电光效率,优异的光束质量等优点被广泛用于工业、国防领域。但是在光纤激光器中,较低阈值的光学非线性效应(受激布利渊散射、受激拉曼散射、四波混频效应、模式不稳定性等)限制了单纤功率的进一步提升。光纤功率合成技术(光谱合成和相干合成)的出现,为光纤激光系统突破更高功率激光输出提供了一个可行的方案。功率合成需要光纤激光器子束具有窄线宽、高光束质量和线偏振等特点。因此高功率窄线宽激光器的研究近年来成为光纤激光器的研究热点。对于高功率窄线宽光纤激光器来说,受激布利渊散射是阈值最低的非线性效应,如何进行有效抑制成为了高功率窄线宽光纤激光器功率提升的核心问题。随着新型光纤激光种子源的应用,特别是基于相位调制的光纤种子源,在保持窄线宽输出条件下,有效抑制系统中的受激布利渊散射效应,激光功率输出得到了极大提升。然而我们在实验中发现放大器中存在着传统振荡器才存在的自脉冲现象,且有着明显的阈值特性。这些高峰值功率的随机自脉冲严重威胁着高功率光纤系统的安全,限制了激光功...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３?１．１４ｋＷ相干合成实验原理图丨１４】??

激光功率被放大到３？５?Ｗ，再注入高功率放大器中。??２０１１年，美国麻省理工学院的林肯实验室的研究人员Ｐ１，采用分孔径相千合??成方案，８路光纤放大器合成功率达到４?ｋＷ，合成效率７８％，如图１．２。在满功??率运行条件下，合成光束质量是衍射极限的１．２５倍。子束线宽小于１０Ｇ....

图１．２?４ｋＷ相干合成实验原理图［１２１??

激光功率被放大到３？５?Ｗ，再注入高功率放大器中。??２０１１年，美国麻省理工学院的林肯实验室的研究人员Ｐ１，采用分孔径相千合??成方案，８路光纤放大器合成功率达到４?ｋＷ，合成效率７８％，如图１．２。在满功??率运行条件下，合成光束质量是衍射极限的１．２５倍。子束线宽小于１０Ｇ....

图１．５?７７０?Ｗ光谱合成系统结构图??２００８年，来自中佛罗里达大学的研究人员将５个不同波长的子束通过４个体??

４．９?ｋＷ的相干合成功率输出，合成效率８２％，光束质量Ｍ２?＜?１．１１１７１。利用伪随??机相位调制技术，搭建非保偏窄线宽光纤激光器作为相干合成子束，输出功率１．２??ｋＷ，线宽小于１０ＧＨｚ，光束质量Ｍ２＜１．１。实验结构如图１．４。??ｎ？ｗ?Ｕｋｗ?ｊｊｉｋｗ?ｕｉｃｗ....

图１．６?８．２ｋＷ光谱合成系统结构图ｌ２１】??

Ｍ２?＝?１．１６ｌ２ｅｉ。实验中未观察到热诱导畸变现象。各子束为非偏振光，中心波长??在１０６４?ｎｍ附近，各子束之间的光谱间距为０．５?ｎｍ。光谱合成系统结构图如下??图１．５所示。??２０１１年，德国夫琅禾夫研究院的研究人员将四个子束通过光谱合成实现最??大输出功率为８．２....

本文编号：4043618