多点抽运的双包层光纤激光器数值分析研究

为了对多点抽运的高功率双包层光纤激光器进行深入的理论分析,从掺Yb双包层光纤激光器的速率方程和边界条件出发,对多点抽运的双包层光纤激光器的数值分析方法进行了研究。通过坐标比例变换和抽运光与激光的连续性边界条件变换,将多点抽运的高功率双包层光纤激光器的数值分析模型转化为两点边值问题,然后利用两点边值问题的数值分析方法有效地进行求解,得到了抽运光和激光沿双包层光纤的分布。通过对多点抽运的双包层光纤激光器进行数值分析,不仅得到了激光器的输出功率,还能够得到抽运光损耗以及激光损耗数值大小等数据,有助于多点抽运的双包层光纤激光器的优化分析和设计。结果表明,该数值分析方法对多点抽运的双包层光纤激光器的深入研究非常有意义。     

三点抽运的高功率双包层光纤激光器优化设计

采用侧面抽运技术的三点抽运的高功率双包层光纤激光器是多点抽运的高功率双包层光纤激光器中最简单最基本的形式。为了研究其抽运参数的优化,以便在相同的抽运光功率下获得最大的激光输出功率,首先从掺Yb双包层光纤激光器的速率方程出发,得到了总体抽运损耗功率的表达式,然后根据总体抽运损耗功率最小化的原则,对三点抽运的高功率双包层激光器进行了优化设计,得到了最优抽运点选取的解析表达式。数值仿真分析表明,优化后的光纤激光器输出功率较优化前有所提高,尤其是对于优化前抽运光的总体损耗功率较大时更为明显。三点抽运的高功率双包层光纤激光器的优化结果很有意义,也为多点抽运的双包层光纤的优化设计提供了思路。     

侧向抽运的双包层光子晶体光纤激光器

抽运光纤激光器最常用的技术是通过光纤的端面将抽运光聚焦到内包层中。这种方法的缺点是不能经受具有多个光源的高功率抽运。     

大功率双包层光纤激光器拉曼效应分析

受激拉曼散射是大功率光纤激光器性能提升的主要限制之一.采用数值方法深入分析了大功率光纤激光器中的拉曼效应,结果表明,增大信号波长和减小腔镜反射率能有效地减小受激拉曼散射的影响;深入探讨了不同泵浦方式下激光器的拉曼特性,为选取合适的泵浦方式提供了理论依据;首次研究了空间多点泵浦情况下大功率光纤激光器中的拉曼效应,对空间多点泵浦模型中如何优化泵浦方式、合理设置泵浦点功率具有指导意义.     

双包层光纤激光器的抽运技术研究新进展

抽运方法是影响双包层光纤激光器输出功率的关键因素。综述了国内外现有双包层光纤激光器所用的几种抽运方式．特别是对各种侧面抽运技术作了详细的介绍。选择合适抽运方式对提高双包层光纤激光器的性能具有重要的意义。     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注，希望其能推动光纤通信新的发展。本丈详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用，主要是双包层光纤激光器，并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

双包层光纤激光器

包层泵浦技术以其独特、高效的特点越来越引起人们的关注,希望其能推动光纤通信新的发展。本文详细介绍了包层泵浦技术在光纤通信中的应用,主要是双包层光纤激光器,并且展望了包层泵浦技术中一些关键技术的发展方向。     

大功率双包层光纤激光器

归纳了新型双包层光纤激光器的各种结构、工作原理和泵浦方法,并从各个角度对这种激光器的特点进行了详细的分类介绍。分析表明选择适当的双包层光纤、腔体结构和泵浦方法对提高光纤激光器的性能具有重要作用。同时展望了这种新型激光器的应用前景。     

多点抽运光纤激光器速率方程组的近似解析解

为了方便地对多点抽运光纤激光器的特性进行分析,采用保留上能级粒子再发射项主体部分的方法以提高精确度,解析求解了多点抽运掺镱光纤激光器的稳态二能级速率方程组,得到了光纤激光器的输出功率的近似解析解。并将输出功率的解析解与数值解进行了对比。结果表明,解析解与数值解差别小于5%。讨论了抽运光的利用效率与抽运点位置的关系,得到抽运源应该尽量靠近光纤端面的结论。同时,对比了单点抽运和多点抽运方案中抽运功率在光纤中的分布,可以看到,多点抽运时,抽运功率的分布较为均匀,能够缓解因包层对抽运光吸收引起的光纤局部过高的温升所造成的一系列问题,是实现大功率激光输出的良好选择。     

双端包层抽运光纤激光器实现137 W激光输出

采用包层抽运技术的双包层光纤激光器能够在内包层中注入高的抽运光功率 ,从而获得高功率的激光输出。光纤激光器具有接近量子极限的光 光转换效率 ;其面积 体积比很大 ,纤芯内高功率激光产生的热量很容易通过光纤表面散出 ,即使在高功率情况下也无需对光纤和谐振腔进行强制冷却 ;纤芯的波导限制使在高功率激光输出下也能够保证高的光束质量。这些独特特点使得高功率双包层光纤激光器成为极具前景的激光器件 ,在高精度激光加工、激光医学、空间技术等领域中逐渐成为主导力量。本课题组运用高功率LD抽运模块 ,采用端面包层抽运掺Yb3+ 双…     

掺Yb3+双包层光纤激光器的研究进展

光纤激光器以其独特的优势得到快速发展,其应用范围已经扩展到工业加工、国防军事、医疗等领域。综述了连续、脉冲掺Yb3+双包层光纤激光器的国内外研究进展,介绍了利用能承受高功率的合束器、光纤光栅的全光纤激光器,利用种子光主振荡光纤放大技术产生高光束质量、高平均功率、高峰值功率的脉冲光纤激光器。分析了影响光纤激光器功率提高的因素,如光纤的损伤、非线性性效应、热效应。最后,对掺Yb3+双包层光纤激光器的发展前景进行了展望。     

用于高功率侧向泵浦的透射光栅耦合器

提出一种用于侧面泵浦大功率双包层光纤(DCF)激光器的双凹槽、双槽深的透射光栅耦合器,它可以被直接制作在DCF的侧面内包层上,以实现大功率的激光泵浦。利用严格的电磁场衍射理论对这种结构进行分析,并且通过结合一种梯度优化的拟牛顿算法(quasi-Newton methods)和微型遗传算法(micro-genetic algorithm)对这种结构进行优化,当侧面入射泵浦光分别为TM和TE偏振时,能实现的最大耦合效率分别为81.2%和79.7%,而且选择合适的参数可以做到偏振不敏感,对非偏振光的最大耦合效率可达72.4%,3种情况下光栅耦合器材料的折射率均大于1.8。对光栅的各个结构参数的制作容差γ、LD阵列的出射波长的漂移以及泵浦光的入射角度θ对耦合效率η的影响也进行了分析。     

CO2激光熔接型双包层光纤侧面抽运耦合器

为了把高功率的半导体激光器抽运光耦合入直径只有数百微米的双包层光纤内包层,以获得高的抽运功率,同时简化端面抛磨式熔接型侧面耦合器复杂的光纤处理工艺,提出了一种基于CO2激光熔接的双包层光纤侧面抽运耦合器的新方法,并进行了实验验证,介绍了试验装置和制作过程,制作了内包层直径为125μm非掺杂双包层光纤与105μm/125μm多模光纤的侧面耦合器,得到了82%的耦合效率测试结果。结果表明,所研制的熔接型侧面耦合器在侧面抽运的高功率双包层光纤激光器中具有很好的应用前景。     

高功率光纤激光器及其应用

掺镱双包层光纤激光器是国际上近年来发展的一种新型固体激光器,它具有光束质量好、体积紧凑、效率高等优点.介绍了高功率掺镱双包层光纤激光器的原理特点、发展现状及其应用前景.可以预计这种新型激光器必将逐步取代传统激光器.     

掺镱双包层光纤激光器热应力场的理论研究

针对高功率掺镱双包层光纤激光器(DCFL)的热应力模型,对影响热应力场分布、包层表面最大热应力的参数如:纤芯半径、泵浦方式、泵浦吸收系数进行了研究.结果表明,热破坏作用主要集中于纤芯和包层表面;减小纤芯半径或增加光纤长度能够降低包层表面的最大热应力值;双端对称泵浦较之其它泵浦方式性能更优;采用非均匀泵浦吸收系数方案在降低包层表面最大热应力的同时,维持了高功率输出.     

光纤损耗和自发辐射对掺镱双包层光纤激光器的影响

本文主要从速率方程出发,分析了光纤损耗和自发辐射对线形腔掺镱双包层光纤激光器的影响.通过数值模拟,结果表明光纤损耗对激光阈值、激光增益、输出功率都有影响,而自发辐射主要对激光输出功率产生一定的影响.从而为光纤激光器的优化设计提供理论依据.     

LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器的研究

本文通过数值分析对线形腔LD泵浦掺镱的双包层光纤激光器进行研究,分析了不同泵浦方式下的泵浦光、激光输出功率和增益特性在光纤中的分布。结果表明,双端非对称泵浦比较适合高功率光纤激光器。进一步又研究双端非对称泵浦输出功率与光纤长度及腔镜反射率的影响,为提高光纤激光器的输出功率提供了理论和实验依据。     

高功率光纤激光器用20/400双包层掺镱光纤

采用改进化学气相沉积结合溶液掺杂法制造出了掺镱石英光纤预制棒,预制棒轴向上芯径波动小于5%,折射率差波动小于8%。研磨加工后拉制出20/400双包层掺镱光纤,光纤纤芯不圆度为2%,芯包同心度偏差为0.87 μm。双包层掺镱光纤在1095 nm的包层损耗为2.1 dB/km。采用拉制的掺镱双包层光纤作为直接振荡结构全光纤化激光器的增益光纤实现了1195 W的1080 nm激光输出,斜率效率达82%。