光纤激光器自组织相干阵列的理论分析

 分析了光纤激光器自相干阵列最简单的情况——两个光纤激光器之间的相位锁定过程。建立了该过程的数学模型,并对它的时间特性和输出光束的模式进行了理论和数值分析,讨论了运行频率差和耦合系数对锁相过程的影响。对于运行频率相等的两个光纤激光器,当两个光纤激光器初始相位差不为0时,相位锁定后的激光器阵列输出模式为异相模;对于运行频率不等的情形,给出了锁相运行对两个光纤激光器运行频率差的要求,并分析了降低这种要求的几种方法。     

高功率光纤激光的时间部分相干性对相干合成的影响

 将多个光纤激光器的输出光束进行相干合成是获得高功率、高光束质量激光的有效途径。利用准部分相干光(PPCB)模型,计算了高功率光纤激光器阵列发出的部分相干光在远场的能量分布,分析了激光的时间部分相干性对相干合成的影响。计算结果表明,随着单根激光器输出光束线宽的增大,远场光斑的图样基本保持不变,但峰值功率和Strehl比随之减小。对于采用的算例,要保证远场光斑的Strehl比大于0.8,单根光纤激光器的线宽不能超过5 nm。     

光纤激光相干合成与谱合成的比较

相干合成和谱合成是两种不同的光束合成方案,近年来均取得了显著进展.为了比较系统地研究这两种新兴的光束合成技术,从光纤激光器的基本要求、关键技术、可扩展性、光束质量、系统稳定性和光束控制等6个方面,对目前已经获得高功率且有望获得更高功率输出的两种典型方案进行了比较研究.结果表明,基于主振荡功率放大器结构的相干合成方案和谱合成方案均难以同时获得高功率、高光束质量的激光输出.对于不同的应用场合,需要在高功率和高光束质量中选择较好的平衡点.     

高功率全光纤1.6微米类噪声方形脉冲激光器

报道了一种工作波长在1.6μm的哑铃形结构高功率铒镱共掺全光纤锁模激光器.无隔离器结构设计以及大模面积双包层铒镱共掺光纤的使用,使振荡器可稳定高效地工作于较高泵浦功率下.证明了不同带内吸收系数的铒镱共掺光纤对输出波长有极其重要的影响,带内吸收调控可作为一种有效的波长控制方法.实验中,利用高带内吸收光纤获得了稳定的1.6μm高功率、大能量纳秒类噪声方形脉冲输出,最大平均输出功率和单脉冲能量分别为1.16 W和1.26μJ.同时研究了附加插入损耗对所设计激光器输出特性的影响,当总附加插入损耗为10 d B时,激光器仍然可以稳定发射1.6μm类噪声方形脉冲,说明利用高带内吸收系数的铒镱共掺光纤设计的激光器对1.6μm输出波长具备极强的鲁棒性.对于过大的附加插入损耗, 1.6μm输出波长会被完全抑制.     

角反射器阵列作为伪相位共轭器件的保真度分析

研究了共光路共模块自适应光学系统中用角反射器阵列构成伪相位共轭器件,角反射器阵列形成伪相位共轭波的能力,具体计算了不同单元数的角反射器阵列形成具有Zernike多项式展开的各阶像差的波面的相位共轭的保真度。角反射器阵列的保真度决定于其单元数和阵列结构,对于不同类型的像差保真度也是不同的。最后对各种影响因素如衍射、二面角误差和面形误差等进行了分析。     

Coherent Beam Combination of Two Polarization Maintaining Ytterbium Fibre Amplifiers

We investigate coherent beam combination of fibre laser beams by phase locking. Phase noise of a polarization maintaining ytterbium fibre amplifier is inspected with a fibre interferometer. In a feed back control loop, two fibre polarization maintaining ytterbium amplifiers are phase locked and coherent combined when the phase noise is properly controlled by a LiNO3 phase modulator.     

Picosecond supercontinuum generation seeded by a weak continuous wave

We experimentally investigate the spectral details of a picosecond supercontinuum pumped at 1064 nm and seeded by a weak continuous wave (～20000 times weaker than the pulse peak power) at several power levels in photonic crystal fibers. Seeding at different wavelengths leads to different spectral details and the effects to the bandwidth of supercontinuum are also distinct. Spectra can be widened when seeded by a continuous wave at 1070 nm and narrowed by ～100 nm when seeded at 1080 nm. The influence is enhanced by increasing the average seeded power.     

非石英玻璃光纤中产生中红外超连续谱研究进展

随着红外光纤和红外微结构光纤制作技术的成熟,中红外超连续谱成为近年来研究的热点。虽然采用的光纤玻璃材料和泵浦方案呈多样性,但迄今输出波长扩展到3 μm以上的超连续谱实验所选用的光纤玻璃材料为ZBLAN或碲化物玻璃。本文首先简介了ZBLAN玻璃和碲化物玻璃,然后介绍并总结了ZBLAN光纤和碲化物微结构光纤用于产生中红外超连续谱的研究进展和工作机理,最后对光纤中中红外超连续谱产生的发展前景作了展望。     

90.4-W all-fiber single-frequency polarization-maintained 1083-nm MOPA laser employing ring-cavity single-frequency seed oscillator

A high-power all-fiber single-frequency polarization-maintained（PM）laser operating at 1 083 nm is demonstrated using a master oscillator power amplifier（MOPA）structure.The seed source of this MOPA laser system is an in-house-built ring-cavity fiber oscillator.Four-stage amplification configuration is employed, in which the maximal output power of the main amplifier is 90.4 W,corresponding to a conversion efficiency of 72.5%.The polarization extinction ratio of the output light is 13 dB.The amplified spontaneous emission is suppressed by a factor of over 25 dB,and no stimulated Brillouin scattering effect is observed when a large-mode-area and high absorption coefficient PM gain fiber is employed.     

“先进中红外激光技术及应用”专题前言

<正>随着激光技术的发展,目前在航空航天、智能制造、能源动力、生物医疗乃至国防军事等生产生活或科学研究的各个领域,都活跃着激光的身影,激光技术已经成为重要的战略支撑技术之一。中红外波段的激光由于其重要的应用背景和极大的需求,已经成为激光领域的研究重点和热点。从发展历史来看,继梅曼发明红宝石激光器之后,世界上第二种激光器即基于掺三价铀氟化钙的中红外固体激光器迄今已有61载;从光谱波段来看,