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相似文献
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1.
掺镱双包层光纤激光器典型参数对斜线效率的影响   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
分析了双包层光纤激光器(DCFL)耦合方程的解析解,并对信号光散射损耗、后腔镜泵浦反射率等影响掺镱DCFL斜线效率的典型参数进行了理论研究。结果表明,斜线效率并不是随着后腔镜泵浦反射率的升高而单调增大,因为泵浦反射率的升高会影响光纤的最佳长度,从而降低斜线效率。所以在优化斜线效率时应该考虑到泵浦反射率和光纤最佳长度之间的匹配。同时,提高纤芯掺杂浓度、减小信号光散射损耗也能增大斜线效率。  相似文献   

2.
掺镱双包层光纤激光器典型参数对斜线效率的影响   总被引:6,自引:2,他引:4       下载免费PDF全文
汪帆  潘炜  罗斌  邹龙方  熊悦 《强激光与粒子束》2004,16(12):1509-1512
 分析了双包层光纤激光器(DCFL)耦合方程的解析解,并对信号光散射损耗、后腔镜泵浦反射率等影响掺镱DCFL斜线效率的典型参数进行了理论研究。结果表明,斜线效率并不是随着后腔镜泵浦反射率的升高而单调增大,因为泵浦反射率的升高会影响光纤的最佳长度,从而降低斜线效率。所以在优化斜线效率时应该考虑到泵浦反射率和光纤最佳长度之间的匹配。同时,提高纤芯掺杂浓度、减小信号光散射损耗也能增大斜线效率。  相似文献   

3.
高功率光子晶体光纤激光器实验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 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。  相似文献   

4.
刘全喜  钟鸣 《发光学报》2010,31(6):888-893
建立了激光二极管阵列(LDA)环绕侧面泵浦复合薄片激光器的数值模型,LDA的快轴垂直于薄片表面并被压缩。依据LDA的输出光束特性,考虑到介质与空气的对流热交换和材料热导率的温度相关性,根据经典热传导方程,运用有限单元法,得出了薄片内的泵浦光和温度分布。分析了LDA个数、泵浦距离、吸收系数和光束发散角对薄片内泵浦光分布和吸收效率的影响规律,讨论了温度与泵浦功率、换热系数、冷却液温度和时间的变化规律,所得的有关规律与相关实验相符合。计算结果可为LDA泵浦固体激光器的结构优化设计和实验研究提供理论参考。  相似文献   

5.
 受激拉曼散射和热效应会限制光纤激光器功率的提高。利用高功率光纤激光器的速率方程和热传导方程,理论研究了双端泵浦和分布泵浦下双包层光纤激光器的受激拉曼散射和热效应,得到了光纤中的泵浦光、激光和斯托克斯光的功率分布,光纤激光器的输出特性以及光纤中的温度分布。分析表明,当泵浦功率增大到一定值时,光纤激光器中出现SRS,一部分激光功率会转移给斯托克斯光,影响激光功率进一步提高;与双端泵浦方式相比,分布泵浦下光纤激光器的斜率效率和最大输出功率相差不大,但是,光纤中的温度分布被有效地降低,因此,分布泵浦方式更为有效。  相似文献   

6.
掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的优化算法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 利用平均反转率迭代算法计算掺镱双包层光纤放大器分布泵浦方式下的稳态速率方程组,并采用遗传算法对分布泵浦功率的大小和每段光纤长度同时进行优化。评估函数中引入了每段光纤中最高温度的标准方差,以确保每段光纤中的最高工作温度是相同的。通过优化,7段泵浦的最高温度和标准方差分别为126.34 ℃和1.95 ℃ ,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为119.76 ℃和2.12 ℃。而未经优化的7段泵浦的最高温度和标准方差分别为147.12 ℃和21.37 ℃,8段泵浦条件下的最高温度和标准方差分别为139.95 ℃和20.83 ℃。计算结果表明:泵浦方式的优化降低了最高温度和标准方差,实现了光纤中温度分布的均匀性,并且通过增加泵浦段数可以进一步降低最高温度和平坦温度分布。  相似文献   

7.
大口径LD泵浦的激光放大器热沉积特性   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 通过分析LD阵列端面泵浦片状放大器的工作特点,建立了对增益介质Nd:YLF进行热特性研究的有限元模型。针对泵浦能量空间均匀分布、高斯分布、超高斯分布三种情况,计算出了LD泵浦功率56 kW,脉冲宽度520 μs,重复频率10 Hz状态下晶体瞬时3维温度和热应力分布。研究结果表明:由于脉冲工作方式,晶体各节点温度随时间呈锯齿形变化,经过一段时间后吸热和冷却效果达到平衡,介质温度呈周期性变化;在相同泵浦峰值功率条件下,超高斯泵浦能量分布引起的温升和热应力最小,其最大值分别为103.3 ℃和47.6 MPa;有效泵浦功率密度达到10 kW/cm2量级时,介质极可能发生热致断裂。  相似文献   

8.
二极管侧面泵浦薄片激光器泵浦均匀性分析   总被引:7,自引:1,他引:6  
 建立了二极管侧面泵浦复合薄片激光介质Nd:YAG/YAG的数值模型:二极管阵列的快轴垂直于薄片激光介质表面的排布,二极管对称排列在增益介质的周围,从侧面进行泵浦,通过微柱透镜对二极管的快轴进行准直。模拟并实验研究了激光二极管慢轴方向的远场分布特性,结果发现在近距离时激光二极管慢轴方向上的远场分布近似为高斯分布。对于二极管参量,研究发现泵浦二极管越多,增益介质内泵浦光分布就越理想;增益介质吸收系数越小,泵浦的均匀性就越好,但总的吸收效率下降;二极管与工作物质的距离越近,工作物质靠近中心的区域对泵浦光的吸收就越多,但泵浦的均匀性就越差。选用增益介质为Nd:YAG/YAG的复合薄片介质,当掺杂原子分数以及增益介质的吸收系数不同时,发现0.6%掺杂的增益介质(吸收系数为0.24 cm-1)的泵浦均匀性比1%掺杂(吸收系数为0.51 mm-1))有明显改善,实验结果与模拟结果一致。  相似文献   

9.
李艳秋  侯方林 《光学学报》1997,17(8):148-1162
研究了Co:KNSBN晶体和重还原Co:KNSBN晶体中光致吸收的变化特性。Co:KNSBN晶体的吸收系数随泵浦光强的增加而减小,吸收系数变化的最大值为3.2cm^-1,重还原Co:KNSBN的吸收系数随泵浦光强的增加而增加,吸收系数变化的最大值为6.5cm^-1,在泵浦光关掉后,探测光频率很高的增幅振荡,然后呈现阻尼振荡,采用最近建立的双载流子(电子,空穴)和多重陷阱能级(两个深陷阱能级,两个浅  相似文献   

10.
大能量钕玻璃棒状激光器新型热管理技术   总被引:2,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
 针对kJ级大能量钕玻璃固体脉冲激光器,对比研究了传统恒温水冷方式和采用加热控制的新型热管理技术下的激光棒温度分布情况。结果表明,采用新型热管理技术可大大降低棒内温度梯度,减小泵浦过程中的热效应,确保大能量激光输出;而且加热循环水的最佳升温值在单泵浦脉冲引起的激光棒平均温升值附近,使得径向温差最小,该最佳升温值与脉冲间隔时间有关,比如脉冲间隔15 s时,循环水在每个脉冲过后的最佳升温值为单泵浦脉冲引起的激光棒平均温升值的0.85倍;采用加热控制后水温和激光棒温度整体升高,因此在工作一个脉冲串后,必须恢复激光棒温度到初始状态,然后再进行下一个脉冲串工作。  相似文献   

11.
Xue-Peng Li 《中国物理 B》2022,31(8):84207-084207
A high-efficiency and high-power vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL) side-pumped rod Nd:YAG laser with temperature adaptability are demonstrated. The VCSEL side-pumped laser module is designed and optimized. Five VCSEL arrays are symmetrically located around the laser rod and a large size diffused reflection chamber is designed to ensure a uniform pump distribution. Furthermore, the absorbed pump power distribution of the rod is simulated to verify the uniformity of the pump absorption. Finally, a proof-of-principle experiment is performed in short linear cavity laser with single laser module. A continuous-wave output power of 658 W at 1064 nm is obtained, the corresponding optical-to-optical efficiency is 52.6%, and the power variations are ±0.7% over 400 s and ±3.1% over the temperature range from 16 ℃ to 26 ℃. To the best of our knowledge, this is the highest output power and the highest optical-to-optical efficiency ever reported for VCSEL pumped solid-state lasers. By inserting a telescopic module into the cavity and optimizing the TEM00 mode volume, the average beam quality is measured to be M2=1.34 under an output power of 102 W. The experimental results reveal that such a high power rod laser module with temperature stability is appropriate or field applications.  相似文献   

12.
 采用光线追迹方法和有限元方法,对高功率环形激光二极管阵列(LDA)重复脉冲抽运Nd:YAG激光器中,棒的瞬态温度分布进行了详细的计算模拟,分析比较了不同抽运阶段、抽运频率及占空比的情况下棒内的瞬态温度分布。结果表明:高功率环形LDA重复脉冲抽运时,棒中心处温度随时间变化成锯齿形分布,棒内温度随抽运频率和占空比的增大而增大,最后温度随时间成周期性变化。  相似文献   

13.
EBRAHIM SAFARI 《Pramana》2011,76(1):119-125
In this work, we studied the influence of heat loaded into the laser crystal in an end-pumped solid-state Nd:YVO4 high power laser. We have shown experimentally that the optimum value of the laser-diode temperature for the maximum pump power absorption by the Nd:YVO4 crystal and the maximum Nd:YVO4 laser output power are approximately similar to that of a system of the low power type, but by increasing the pump power, different values can be obtained.  相似文献   

14.
Assuming the pump light to be a Gaussian beam and considering the medium absorption, we establish the heat conduction model to describe the temperature distribution in diode-pumped alkali vapor lasers (DPALs) with two different pumping ways. Combining with the experimental parameters in cesium laser, the spatial temperature distribution picture, the longitudinal and the radial temperature distributions of two cesium lasers are obtained by numerical solving the model. Influences of the pump power, the beam waist and the absorption coefficient on the axial and the radial temperature distribution are calculated and compared for the two Cs lasers. The result suggests that Cs laser pumped by two laser diode arrays can improve the spatial temperature distribution condition and reduce the longitudinal temperature gradient, which is good for reducing the thermal effects and improving the output characteristics of DPALs.  相似文献   

15.
刘树山  刘杰  刘敏  李雷  陈飞  王伟卫 《光子学报》2014,38(9):2170-2173
对LD端面泵浦Nd∶KGW激光器的热效应进行了分析.求解热传导方程得出了Nd∶KGW晶体的温度分布和端面形变,进而计算出了热焦距随泵浦功率的变化曲线,并通过实验对其正确性进行了验证.采用凹 平腔,在不同透过率的输出镜下,对Nd∶KGW晶体的1 064 nm连续激光输出特性进行了研究.  相似文献   

16.
罗亿  王小林  张汉伟  粟荣涛  马鹏飞  周朴  姜宗福 《物理学报》2017,66(23):234206-234206
在高功率光纤放大器实验中,时常发现增益光纤抽运注入熔接点后10—50 cm处容易发生光纤烧毁现象.为了对该现象进行理论预测,基于光纤激光器速率方程模型和增益光纤的热传导模型,从种子功率、抽运功率和抽运吸收三个方面对掺镱双包层光纤放大器中的放大自发辐射(ASE)和温度特性进行研究.结果表明,在放大倍率较高、ASE较为严重等情况下,光纤放大器中的最高温度点一般不在抽运注入的熔接点处,而在距离熔接点10—50 cm处,与实验中发现光纤烧毁的位置基本符合.从光纤放大器的ASE抑制、最高温度点温度控制角度出发,对光纤放大器在种子功率、抽运功率、抽运吸收、放大倍率和抽运波长等方面的设计给出了指导性的建议.  相似文献   

17.
The pump structure greatly influences the characteristics of a diode side-pumped solid-state laser (DSPSSL). To achieve high absorption efficiency and a homogeneous pump-beam distribution simultaneously, a systemic algorithm has been established to optimize the pump structure, where multiple reflections occur on the internal wall of the reflector inside the pump chamber. The absorption efficiency and the deviation of the absorption distribution are both evaluated for a typical solid-state laser medium. A scheme for identifying an ideal pump configuration was finally obtained from several determination procedures, in which all pump structure parameters were taken into account. The experimental results demonstrate that the approach described in this paper is effective for the design of DSPSSL systems with both high output power and good beam quality.  相似文献   

18.
Laser materials processing is highly affected by the existence of surface plasma. The absorption of surface plasma during drilling alters the power intensity distribution of the incident laser beam across the irradiated spot. The present study is carried out to measure the electron number density and temperature using a Langmuir probe while a mathematical formulation is conducted for the absorption coefficients due to electron-ion, electron-neutral atom collisions, inverse Bremsstrahlung, and photoionization processes. Consequently, a computer program is developed to compute the relevant absorption coefficients as well as the overall absorption coefficient. The laser power intensity distribution before and after the plasma absorption is computed at a plane 2.6 mm above the workpiece surface. It is found that 13% of the reduction occurs in the incident laser output power intensity at this plane in the plasma.  相似文献   

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