自研光纤实现高SRS抑制21.39 kW激光输出

<正>受限于半导体激光的低亮度特性,以半导体作为泵浦源的单路光纤激光输出功率在10 kW之后面临泵浦注入瓶颈,输出功率难以进一步提升。同带泵浦技术以高亮度光纤激光作为泵浦源,大幅提升了光纤可注入功率上限和激光输出潜力。由于镱离子对泵浦激光的吸收截面在波长1018 nm处比在976 nm处低一个数量级,为了达到相同吸收强度,需要提升镱离子的掺杂浓度,以避免过长光纤引起的严重受激拉曼散射(SRS)效应,同时还需要将光纤损耗控制在较低水平,     

“绿色”液体激光介质的热流场特性研究

选取掺钕四氟化钆钠(Nd3+:NaGdF4)纳米晶分散到二甲基亚砜作为"绿色"液体介质,构建单侧抽运和液体横流系统,使用ANSYS软件对液体介质稳定热流场分布进行模拟分析。结果表明:当流道形状、流动状态、壁面相同时,液体流场分布基本相同,泵浦光的频率对流场分布影响很小;液体介质入口的流速会影响流线分布,流速越快,流线越密;泵浦区域中,介质沿着液体流动方向温度逐渐升高;在液体流向变化小的区域,可获得较为均匀的温度分布。     

自研20μm/400μm掺镱光纤实现4 kW高品质激光输出

基于自主研制的20μm/400μm掺镱双包层光纤,搭建了主振荡功率放大器,开展了高功率光纤激光实验,实现了中心波长为1064 nm、最高功率为4 kW、斜率效率为81%、光束质量因子(M²)为1.39、拉曼抑制比大于30 dB的激光输出。据我们所知,该结果是已公开报道的基于国产20μm/400μm掺镱双包层光纤实现的最高品质激光输出。     

“绿色”液体激光介质的热流场特性研究北大核心CSCD

选取掺钕四氟化钆钠(Nd3+:NaGdF4)纳米晶分散到二甲基亚砜作为"绿色"液体介质,构建单侧抽运和液体横流系统,使用ANSYS软件对液体介质稳定热流场分布进行模拟分析。结果表明:当流道形状、流动状态、壁面相同时,液体流场分布基本相同,泵浦光的频率对流场分布影响很小;液体介质入口的流速会影响流线分布,流速越快,流线越密;泵浦区域中,介质沿着液体流动方向温度逐渐升高;在液体流向变化小的区域,可获得较为均匀的温度分布。     

(1+1)型泵浦增益一体化光纤实现同带泵浦万瓦激光输出

<正>(N+1)型泵浦增益一体化光纤通常由一根有源信号纤和至少一根无源泵浦纤紧密贴合并共同被包层包覆而成,它是集泵浦注入、增益放大、热管理于一体的复合功能光纤。(N+1)型泵浦增益一体化光纤集中体现了长距离分布式侧面泵浦技术的优势,是万瓦级激光输出的有效技术途径。2004年开始,英国南安普顿大学的研究团队率先开展了泵浦增益一体化光纤的研究工作。2009年美国IPG公司基于(1+1)     

NaGdF_4:Nd~(3+)纳米球和纳米棒的热淬灭特性

采用水热法制备出了掺钕四氟化钆钠(NaGdF4:Nd3+)纳米球和纳米棒。用X射线衍射(XRD)仪和扫描电镜(SEM)对纳米晶的晶型结构以及形貌进行了表征。研究了纳米晶在室温下的发光特性,并与体材料作对比。对于Nd3+发光的热淬灭特性,拟合了纳米晶和体材料在变温荧光下的实验数据。发现与体材料相比,NaGdF4:Nd3+纳米晶具有更小的热淬灭速率,纳米球与纳米棒的热淬灭速率相近。     

套管辅助法测量异型预制棒折射率分布

基于光束扫描法的光纤预制棒折射率测试仪主要适用于直径和长度在一定范围内的圆柱形样品折射率分布的测试。提出一种套管辅助法可实现更短长度、更细直径和变直径样品的折射率测试。该方法将待测样品居中放置于一个尺寸符合测试要求的圆柱形套管内,并在套管内注入折射率匹配油,使其没过待测样品后按常规步骤进行测试。对比实验结果表明,套管辅助法与直接测量法的偏差与仪器的测量误差相当。采用套管法,获得了预制棒拉丝终止后变径区不同位置折射率的径向分布,可为拉丝过程的研究提供参考。     

石英玻璃光纤金属涂层在线制备工艺

金属涂层光纤较传统有机涂层光纤具有高热稳定性、抗振动干扰等显著优势，但金属涂层光纤的连续在线制备技术在国内仍处于探索研发阶段，这也直接导致金属涂层光纤无法大批量连续生产，一定程度制约了我国高功率光纤激光器的飞速发展。提出并研制了一种基于熔融金属冷凝涂覆法的金属涂层光纤在线制备装置，经与光纤拉丝塔耦合，能够实现边拉丝边涂覆金属，并且涂层厚度可控。基于该工艺成功拉制了涂层均匀、涂层表面质量良好、直径稳定的铝涂层光纤。通过实验和模拟计算，探讨了影响光纤金属涂覆层质量的影响因素，主要包括了光纤入口温度、液铝温度、模具孔径、接触距离等。通过研究，确定了最佳铝液温度为663~690 ℃，且发现涂覆厚度与铝液温度的线性递减关系；计算了拉丝速度与冷却距离的关系；给出了陶瓷上下模具螺丝的孔径大小、光纤与液态铝接触深度的最佳值。研究成果为金属涂覆光纤的批量生产问题提供了解决方案，为打破国际技术垄断奠定了基础。     

(1+1)型长距离侧面泵浦光纤实现17.4 kW激光输出

长距离侧面泵浦激光光纤在泵浦光注入、热管理、非线性抑制等方面具有天然优势,是实现高功率激光输出的有效途径。研制了（1+1）型长距离侧面泵浦激光光纤,采用1018 nm同带泵浦反向注入方式实现了17.4 kW激光输出,斜率效率为82.1%,3 dB线宽为1.3 nm,拉曼抑制比为37.8 dB。研究结果展示了长距离侧面泵浦光纤作为数十千瓦光纤激光放大器增益介质的巨大应用潜力。     

“绿色”液体激光介质的热流场特性研究

选取掺钕四氟化钆钠(Nd3+: NaGdF4)纳米晶分散到二甲基亚砜作为绿色液体介质,构建单侧抽运和液体横流系统,使用ANSYS软件对液体介质稳定热流场分布进行模拟分析。结果表明：当流道形状、流动状态、壁面相同时,液体流场分布基本相同,泵浦光的频率对流场分布影响很小;液体介质入口的流速会影响流线分布,流速越快,流线越密;泵浦区域中,介质沿着液体流动方向温度逐渐升高;在液体流向变化小的区域,可获得较为均匀的温度分布。