强泵浦下掺Yb3+双包层光纤激光器输出特性数值分析和实验研究

对强泵浦下线形腔掺Yb3+双包层光纤激光器输出特性进行了理论和实验研究。通过数值模拟,分析了泵浦光及激光在光纤中的分布、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度及腔镜反射率对激光输出功率的影响。在实验中,利用D型掺Yb3+双包层光纤获得了输出功率10 6W的光纤激光输出,斜率效率达86%。测量了在不同输出耦合条件下的输出功率、阈值泵浦功率和斜率效率,理论分析与实验结果基本一致,为进一步提高光纤激光器功率提供了理论和实验依据。     

基于光纤光栅谐振腔的掺镱全光纤激光器设计(英文)

采用数值分析方法分析了光纤长度、后腔镜反射率等因素对激光器输出阈值泵浦功率、输出功率的影响,为全光纤激光器的优化设计提供了理论基础.在设计过程中采用光纤光栅作为光纤激光器的反馈与选频腔镜,通过锥度光纤实现了泵浦模块与掺镱双包层光纤之间的低损耗连接以及高效率的泵浦激光功率传输,成功研制了具备稳定窄化线宽激光输出的掺镱全光纤激光器.实验得到了波长峰值在1 082 .50 nm,谱线宽度0 .113 nm,最大输出功率8 .5 W,泵浦阈值功率0 .8 W,斜率效率为70 .8 %的稳定激光输出.     

掺Yb3+光纤环形激光器研究

报道了采用环形腔结构,使用偏振敏感的光隔离器构成掺Yb3+光纤激光器激光输出特性研究结果.用976 nm半导体激光器作为泵浦激光,获得了2.35 mW的最大输出功率,激光的中心波长为1.0537 μm,泵浦阈值功率为42 mW.在改变腔内偏振控制器的状态时,激光器的输出波长移动到1.066 μm.在时域,实验观测到掺Yb3+环形激光器的自脉动信号输出.     

自调Q光纤激光器的理论分析和数值模拟

基于自调Q光纤激光器的基本理论,结合速率方程理论与自调Q特点,借助简化的环形腔掺Er3+光纤激光器模型,分析了泵浦功率与自调Q脉冲周期、峰值功率的关系.随着泵浦功率的增加,光纤激光器自调Q脉冲的周期减小,峰值功率变大;当信号光强足够大时,激光器的自调Q现象消失,变为准连续激光输出.通过MATLAB编程对光纤激光器输出特性进行了数值模拟,模拟结果与实验结果基本相符.     

端面泵浦掺Yb3+双包层光纤激光器

从双包层光纤激光器的速率方程出发，得到了光纤中泵浦光与激光的功率分布、输出功率与泵浦功率的关系、腔镜反射率及光纤长度对输出功率的影响。研究结果表明：输出激光功率与光纤长度及后腔镜反射率有很强的依赖关系，存在一个输出功率最大的最佳光纤长度。后腔镜反射率越大，输出激光功率越小；当光纤长度较短时，在输出端放置反射镜使泵浦光高反射，可以提高输出功率和效率。通过对端面泵浦掺Yb3+双包层光纤激光器进行理论分析和实验研究，得到输出激光的中心波长为1088.3nm，斜率效率为33.7%，最大输出功率为1.75W。     

掺Yb3+光纤激光器的特性与设计

 从速率方程出发，对波长为980nm的激光泵浦掺Yb^{3+光纤激光器进行数值模拟，全面分析激光器阈值功率、输出激光功率、增益等重要参数与泵浦功率、光纤长度、腔镜反射率、掺杂浓度等参量之间的关系。采用高浓度掺Yb3+光纤对环形光纤激光器做了初步实验研究，所得结论与实验模拟结果基本一致。}     

掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析

本文对976nm激光泵浦掺Yb³⁺双包层光纤激光器进行了数值模拟,分析了泵浦光及激光在光纤中的分布、输出功率与泵浦功率的关系、光纤长度及腔镜反射率对输出激光功率的影响,所得结论与实验现象基本一致.     

线形腔掺铒光纤激光器输出特性的理论研究

通过求解速率方程，从理论上详细地分析了形腔掺铒光纤激光器输出特性，得到了稳定条件下激光器阈值泵浦功率，输出功率和斜率效率的解析表达式；给出了构造线形腔掺铒光行激光器所需掺铒光纤最短长度和最佳长度的表达式。     

掺铒光纤激光器输出特性的研究

根据掺铒光纤激光器的速率方程,对线性腔连续掺铒光纤激光器的输出特性进行了详细的理论分析,得到了980 nm泵浦的掺铒光纤激光器在稳态条件下的解析表达式.利用数值模拟结果对光纤激光器的上下能级粒子数和泵浦功率沿光纤长度分布以及泵浦阈值、斜率效率等进行了分析和讨论,并进行了980 nm泵浦的掺铒光纤激光器的实验,实验证明:光纤激光器的阈值与理论计算基本一致.     

掺Er3+飞秒光纤放大器的特性研究

依据二能级速率方程和光传输方程,理论计算了Er3+光纤放大器中Er3+光纤的最佳长度Lc. 以全光纤飞秒激光器输出的孤子脉冲作为种子源,以理论值Lc作为实际采用的光纤长度,实验测量了Er3+光纤放大器在同向泵浦和反向泵浦下信号光的输出功率,得到同向泵浦的增益为20.0dB, 反向泵浦的增益为20.2 dB.同时测量了脉冲宽度随泵浦功率的变化,实验结果表明,随着泵浦功率的增大,输出光脉冲的宽度的压缩效应经历逐渐增强后逐渐减弱的过程.在同向泵浦方式下,可以得到更短的输出脉宽,其最短脉冲宽度为260 fs.     

掺铒光纤环形激光器输出特性的研究

根据掺铒光纤激光器的速率方程，对环形腔光纤激光器的输出特性进行了理论分析，得到了光纤激光器在稳态条件下阈值抽运功率、激光输出功率和斜率效率的解析表达式。利用数值模拟结果对光纤激光器的这些基本特性参量进行了分析和讨论，为光纤环形激光器的优化设计提供了依据。并进行了980nm抽运的掺铒光纤激光器的实验，实验证明理论分析得到的基本特性是合理的。     

掺Yb3+双包层光纤激光器的数值分析

 对掺Yb³⁺双包层光纤激光器不同参数情况下的输出功率和增益分布进行了数值模拟，分析了一端泵浦和双端泵浦方式下输出特性的差异，激光沿光纤长度方向的分布，输出功率与光纤长度、腔镜反射率及泵浦功率的关系。结果显示：两端泵浦较一端泵浦增益更加平坦，输出功率也稍高；当泵浦光波长为975nm时，输出激光功率对光纤长度更为敏感，最佳光纤长度相对于泵浦光波长为915nm时短且转化效率高；在大功率长光纤的情况下，光纤有损耗时输出功率随输出腔镜反射率的增加单调地减小，无损耗时输出功率不随输出腔镜反射率变化。     

光纤光栅F-P标准具选模单频环形腔光纤激光器

 讨论了光纤光栅法布里-珀罗(F-P)标准具选模光纤激光器的单频运转原理，并研制了全光纤结构单频掺Er³⁺光纤环形激光器。实验中采用两个976 nm激光二极管双向泵浦作为泵浦源，高掺杂浓度掺Er³⁺光纤作为增益介质，以行波腔消除空间烧孔效应，利用光纤光栅F-P标准具窄带选模特性，当泵浦光功率为36 mW时，得到了稳定的单频激光输出。实验中使用了长5和3 m的掺杂光纤，在泵浦光功率为145 mW时输出功率分别为19和42 mW，光-光转换效率分别为13%和29%，斜率效率分别达到了16%和33%。输出谱线3 dB带宽0.01 nm，无跳模现象。     

48-波长线形腔多波长掺铒光纤激光器

采用两个光纤环镜作为腔镜构成线形腔可调谐多波长掺铒光纤激光器.将铒光纤浸入77 K的液氮中,选择可调谐光纤环镜作为输出腔镜,利用Mach-Zehnder干涉仪的滤波特性和输出端光纤环镜反射率的宽带可调特性,获得了波长间隔～0.4 nm、最大波长数目48个的多波长激光的稳定输出,同时实现了在1525～1555 nm范围内,多波长激光运转区域的灵活调节.     

基于光纤光栅的高功率光纤激光器

分析了光纤光栅的选频原理以及光纤光栅基高功率光纤激光器的阈值特性和输出特性.采用紫外写入的光纤光栅做谐振腔,研制了全光纤结构的高功率光纤激光器,泵浦阈值为186 mW, 最大输出功率1.78 W,斜率效率59%,实验结果与理论分析基本吻合.     

A High Efficiency Yb~(3 )-doped Fiber Ring Cavity Laser with Narrow Line-width

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｏｄａｙ ,ｔｈｅＥｒ3 ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｌａｓｅｒａｎｄｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｅｒａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ.ＴｈｅＹｂ3 ｄｏｐｅｄｆｉｂｅｒｌａｓｅｒａｎｄａｍｐｌｉｆｉｅｒｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｖｅｎｔｅｄａｎｄｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｆｉｅｌｄｓｔｏｏ ,ａｎｄｔｈｅｙａｒｅａｔｔｒａｃｔｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ[1～ 4 ] .Ｃｏｍｐａｒ…     

Threshold characteristics of linear cavity Yb-doped double-clad fiber laser

The threshold characteristics of linear cavity Yb³⁺-doped double-clad fiber laser have been studied theoretically and experimentally. By solving rate equations, the expression for threshold pump power is obtained. The effects of fiber length, mirror reflectivity, pump wavelength, laser wavelength and Yb³⁺ concentration on threshold pump power are discussed. Then, the Yb³⁺-doped double-clad fiber laser with linear cavity is developed. By using various output couplers, threshold pump power has been measured. The experimental results are in accord with theory.     

Optimization of linear cavity design of Yb-doped double-clad fiber laser

The output characteristics of a linear cavity Yb-doped double-clad fiber (DCF) laser, including the effects of fiber length, fiber loss, and output mirror reflectivity on laser output power and threshold pump power have been studied theoretically and experimentally. In this paper, the linear cavity of double-clad fiber laser (DCFL) was composed of a pair of fiber Bragg gratings, while the facet of fiber was anti-reflection (AR) coated at 1070nm to erase the Fresnel reflection. Analysis showed that the laser output increases as the reflectivity of the fiber Bragg grating used as the output mirror decreases. At last, under the pump power of 14.4 W, single-mode laser output at 1070 nm was up to 10.8 W, with slope efficiency of 75 %.