Phase-Locked Fibre Array for Coherent Combination and Atmosphere Aberration Compensation

We report a fibre amplifier array that not only achieves coherent beam combination by compensation of phase noises of fibre amplifier, but also accomplishes correction of atmosphere aberration. It is of master-oscillatormultiple-amplifier （MOPA） configuration, which can be phase-locked by the multidither principle or heterodyne detection principle. First laboratory experiments of atmosphere aberration compensation of a three-element fibre amplifier array are reported. The atmosphere aberration is created by a phase screen in the experiment. The phase changes of the beam, which are introduced by the fibre amplifier and the phase screen, are both detected by the heterodyne detection method. Phase modulators are controlled to compensate for the phase in the three paths. No matter whether there is a phase screen producing atmosphere aberration or not, the dim dynamic interference fringes in the far field turn to a clear and stable pattern, and the peak intensity is maximized. It is indicated that the fibre amplifier array is phase-locked, and coherent combination of the three beams is achieved. It can be used not only to obtain high power fibre laser array but also in laser space communication.     

光纤放大器阵列的远场特性研究

从光纤激光器阵列相干合成远场光强分布的解析表达式出发，详细研究了阵列占空比、阵元个数以及阵元的相位误差对相干合成远场图样分布、中心主瓣的角宽度及所占能量的影响. 给出了占空比为12.5%时，三路保偏光纤放大器相干合成的实验结果. 关键词： 光纤激光器阵列 相干合成 相位     

高功率光纤激光器二级抽运技术的理论分析

从理论上分析了高功率光纤激光器直接抽运和二级抽运的斜率效率和热管理问题. 计算结果表明:波长为975 nm的激光直接抽运产生波长为1070 nm的激光时,理论斜率效率为80%,但当抽运光功率为10 kW时,在强制水冷条件下纤芯极值温度也难以降到150 ℃以下;在二级抽运技术中,波长为1018 nm的激光抽运产生波长为1070 nm的激光时,若采用传统的包层抽运技术,其斜率效率不足20%,如果抽运功率填充因子由0.0025提高到0.1,则理论上斜率效率可由18.5%提高到80.9%,从而总斜率效率由15.5 关键词： 二级抽运 功率填充因子 斜率效率 热管理     

同轴电介质-金属-电介质结构表面等离激元色散研究

从平面电介质-金属薄膜-电介质对称结构中表面等离激元的色散方程出发,建立模型推导得到了同轴电介质-金属薄膜-电介质结构中表面等离激元的色散方程,在这种结构中各阶模式都发生了分裂,形成了高折射率高损耗和低折射率低损耗的两种模式,该模型为理解同轴电介质-金属薄膜-电介质结构表面等离激元模式的传播提供了直观的图像。用色散方程计算了0.5～1.5μm波长范围内各阶模式的等效折射率以及传输损耗,并将该结果与有限元方法数值模拟得到的结果进行对比分析,分析表明,两者吻合得很好。并分析了计算结果以及色散方程的适用范围。     

位相畸变三次谐波转换

研究了KDP晶体TypeⅠ /TypeⅡ角度匹配的三倍频方案中 ,离散效应和基波位相畸变对三次谐波的影响。重点考虑了位相畸变所带来的在光束全口径上e光折射率以及相位失配等的变化 ,分析了功率密度分布为超高斯型且具有Zernike多项式表述的各阶像差的光束的三次谐波转换过程 ,得到了不同像差对三次谐波横向光功率密度分布的影响以及转换效率变化曲线。     

七芯光子晶体光纤实现高功率白光超连续谱输出

<正>多芯光子晶体光纤便于与抽运激光器的大模场直径输出尾纤进行低损耗的熔接,能够把高功率的抽运激光耦合进光子晶体光纤中。同时,多芯光子晶体光纤的光场分布直径比单芯光子晶体光纤大,尽管激发非线性效应所需的激光抽运功率会有所提升,但是其激光损伤阈值也随之提升,即能够承受更高功率的抽运激光。因而,多芯光子晶体光纤非常适合用于构建全光纤化的高功率超连续谱光源系统。最近,国防科学技术大学采用高功率皮秒光纤激光抽运由光纤光缆制备技术国家重点实验室拉制     

大模场面积掺镱双包层光纤的色散测量

大模场面积掺镱双包层光纤的色散特性在高功率超连续谱的产生中具有重要影响。搭建了一套基于马赫-曾德尔干涉仪和超连续谱光源的超宽波段、高精度的色散测量系统。干涉仪的测量臂插入待测光纤,参考臂通过高精度步进电机调节光程。通过此系统,仅使用27.2 cm长的样品对大模场面积掺镱双包层光纤的色散特性进行了精确测量。实验记录了700~1 600 nm范围内不同波长的干涉条纹,计算得到光纤的色散曲线。使用全矢量有限元法对光纤的色散进行了数值模拟,模拟结果与实验结果一致,证明了实验方法与系统的精确性。     

激光相干合成的研究进展

基于相干合成的新型高能激光体系结构是高能激光技术发展的重要方向.报道利用主动相位控制和自组织相干实现多路光纤放大器以及光纤-板条混合放大链路相干合成的最新实验结果.     

低重复频率全正色散脉冲光纤激光器的三种锁模状态

研究了一种基于半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模的线性腔掺镱光纤激光器,其工作在全正色散区域。实验中通过调节偏振控制器和抽运功率,观察到三种不同的锁模状态。除了相同的重复频率（基频435.6 kHz）,三种锁模状态的光谱、脉冲形状以及随抽运功率变化的演化过程均具有较大差异,其中状态一具有对称加宽的类高斯形光谱;状态二具有非对称加宽的平顶光谱;状态三的脉冲宽度随抽运功率增加急剧增大,脉冲特性类似于耗散孤子,但光谱与之不同。     

A novel 2-μm pulsed fiber laser based on a supercontinuum source and its application to mid-infrared supercontinuum generation

A new method to achieve 2-μm pulsed fiber lasers based on a supercontinuum(SC) is demonstrated. The incident pump light is a pulsed SC which contains a pump light and a signal light at the same time. The initial signal of the seed laser is provided by the incident pump light and amplified in the cavity. Based on this, we obtain a 2-μm pulsed laser with pulse repetition rate of 50 kHz and pulse width of 2 ns from the Tm-doped fiber laser. This 2-μm pulsed laser is amplified by two stages of fiber amplifiers, then the amplified laser is used for mid-infrared(mid-IR) SC generation in a 10-m length of ZrF4–BaF2–LaF3–AlF3–NaF(ZBLAN) fiber. An all-fiber-integrated mid-IR SC with spectrum ranging from 1.8 μm to4.3 μm is achieved. The maximal average output power of the mid-IR SC from the ZBLAN fiber is 1.24 W(average output power beyond 2.5 μm is 340 mW), corresponding to an output efficiency of 6.6% with respect to the 790-nm pump power.