蓝宝石光纤端面上ZnO薄膜的制备及其温变光学特性

介绍了利用电子束蒸发技术在蓝宝石光纤端面上生长具有良好表面形貌和晶体结构的ZnO薄膜方法.不同测试温度（室温至773 K）条件下的透射光谱显示,蒸镀在蓝宝石光纤端面上的ZnO薄膜,其光学吸收边随温度升高而发生红移现象,且禁带宽度和热力学温度之间满足E_g（T）=340-491×10^-4T的关系.这为今后进一步利用ZnO薄膜的禁带宽度检测相应的环境温度,研制以ZnO薄膜为敏感材料的新型宽量程光纤温度传感器打下了良好的基础. 关键词： ZnO薄膜 蓝宝石光纤 光学吸收边 光纤温度传感器     

自主研发的976nm波段全光纤激光器实现了100W量级功率输出

正976nm波段掺镱光纤激光器可作为高功率掺镱/铒光纤激光器的高亮度泵源,在蓝光和紫外光源等领域也有良好的应用前景,因而备受关注。不过,由于其三能级跃迁特性导致的泵浦阈值高、放大自发辐射强等问题,该激光器的功率提升面临巨大挑战。现阶段,国际上976nm波段光纤激光器的输出功率达到100 W量级,而国内976nm波段光纤激光器的输出功率仅为20 W量级。国防科技大学针对影响该激光器功率提升的     

窄线宽脉冲光纤激光的自相位调制预补偿研究

自相位调制(SPM)效应会展宽窄线宽脉冲光纤激光的光谱宽度,降低其相干性.通过相位调制对SPM引起的非线性相移进行预补偿,能够使脉冲激光在光纤中进行放大和传输后保持种子激光的光谱特性.基于三波耦合方程开展数值仿真,研究了在对SPM进行"欠补偿","完全补偿"和"过补偿"的情况下,SPM预补偿对受激布里渊散射阈值和激光光谱特性的影响.开展了SPM预补偿实验研究,将脉冲激光的光谱宽度从1.4 GHz压缩到120 MHz.研究内容可以为窄线宽脉冲光纤激光系统的设计搭建提供参考.     

多抖动法主振荡功率放大器相干合成技术

 采用多抖动相位控制方法实现了两路和三路1 Ｗ量级光纤放大器的相干合成,对实验结果进行了详细分析。实验中,将种子光源输出激光分为两路（或三路）,分别通过光纤放大器进行功率放大,并采用多抖动法实现相干合成。控制系统开环时,远场光斑条纹模糊不清,两路和三路合成时条纹对比度分别为0.19和0.12;系统闭环时,远场光斑条纹清晰可见,对比度提高到0.93和0.81,合成效率分别为80%和77%。此外,对两路和三路的合成效果进行了比较,指出了各路的控制资源对合成效果的影响。     

传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变数值研究

 利用数值模拟的方法分析了均匀冷却与非均匀冷却对传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变的影响,结果发现：信号光的波前畸变强烈依赖于zig-zag周期数,一定的光路可以将波前畸变减小到λ/10量级;板条长度方向散热不均匀及两块热沉之间散热能力的差异对波前畸变的影响很小,而宽度方向散热不均匀对波前畸变的影响较大;当宽度方向散热不均匀时,波前畸变主要为倾斜像差,输出光束的传输方向将发生偏折。因此,在非均匀冷却条件下,为了减小宽度方向散热不均匀性的影响,应选择反射次数较少的之字型光路。     

强泵浦条件下光纤放大器相位噪声的测量

 利用多抖动法对强泵浦条件下光纤放大器引入的相位噪声进行了测量。利用功率谱、积分谱对具体泵浦条件下的相位噪声特性进行定性分析,结果表明,泵浦功率越大,高频成分占的比例越大。利用结构函数定量分析相位噪声的变化特性,得出相位噪声控制系统的带宽需求指标。实验测得在71,181和230 W泵浦条件下,所需相位控制系统带宽最小值分别为830 Hz,3.1 kHz和10 kHz。     

长波段半导体激光泵浦光纤激光器实现2 kW功率输出

半导体激光（LD）泵浦的高功率光纤激光器具有效率高、体积小、重量轻、稳定性好等优点,在工业加工等诸多领域都有着广泛的应用。为了提高泵浦光吸收率,传统光纤激光器常用915 nm和976 nm波段的LD作为激光的泵浦源。在该类LD泵浦的光纤激光器中,由于量子亏损和泵浦吸收系数相对较高,光纤激光器的热致模式不稳定（TMI）阈值相对较低。为了提高量子效率和潜在的TMI阈值,提出采用大于1 010 nm波段的LD直接泵浦光纤激光器,产生高量子效率激光。搭建了振荡放大一体化的全光纤激光器,采用总泵浦功率为2.56 kW的1 010 nm波段LD泵浦,首次获得输出功率2.05 kW、光束质量M2约1.7的激光。后续将通过进一步增大泵浦功率、优化光纤特性以实现更高功率、更优光束质量的光纤激光输出。     

Coherent beam combining of hybrid phase control in master oscillator-power amplifier configuration

A novel scalable architecture for coherent beam combining with hybrid phase control involving passive phasing and active phasing in master oscillator-power amplifier configuration is presented. Wide-linewidth mutually injected passive phasing fibre laser arrays serve as master oscillators for the power amplifiers, and the active phasing using stochastic parallel gradient descent algorithm is induced. Wide-linewidth seed laser can suppress the stimulated Brillouin scattering effectively and improve the output power of the fibre laser amplifier, while hybrid phase control provides a robust way for in-phase mode coherent beam combining simultaneously. Experiment is performed by active phasing fibre laser amplifiers with passive phasing fibre ring laser array seed lasers. Power encircled in the main-lobe increases1.57 times and long-exposure fringe contrast is obtained to be 78% when the system evolves from passive phasing to hybrid phasing.     

Numerical and experimental study on coherent beam combining of fibre amplifiers using simulated annealing algorithm

We present the numerical and experimental study on the coherent beam combining of fibre amplifiers by means of simulated annealing (SA) algorithm. The feasibility is validated by the Monte Carlo simulation of correcting static phase distortion using SA algorithm. The performance of SA algorithm under time-varying phase noise is numerically studied by dynamic simulation. It is revealed that the influence of phase noise on the performance of SA algorithm gets stronger with an increase in amplitude or frequency of phase noise; and the laser array that contains more lasers will be more affected from phase noise. The performance of SA algorithm for coherent beam combining is also compared with a widely used stochastic optimization algorithm, i.e., the stochastic parallel gradient descent (SPGD) algorithm. In a proof-of-concept experiment we demonstrate the coherent beam combining of two 1083~nm fibre amplifiers with a total output power of 12~W and 93% combining efficiency. The contrast of the far-field coherently combined beam profiles is calculated to be as high as 95%.     

频率漂移对耦合激光器阵列锁相状态的影响

耦合激光器阵列可以通过激光器之间的倏逝波耦合实现相位锁定,是有望实现光束相干合成的方案之一。为了探究该阵列锁相状态的稳定性,分析了频率漂移对两路激光器阵列相位锁定状态的影响。通过对耦合激光器阵列动力学方程的数值研究发现,频率漂移将破坏激光器阵列的锁相状态,并引入相位噪声,导致输出远场光强分布不稳定; 研究还发现：倏逝波耦合能够对频率漂移的影响起到一定的抑制作用,但这种抑制只在频率漂移较弱时才有效,因此,如果将该阵列用于光束合成,加入相应的抗干扰措施还是很必要的。数值分析的结果还表明：频率漂移的低频成分对于阵列相位锁定状态的影响更为剧烈,因此,抗干扰措施应主要针对低频干扰来进行。