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脉冲光纤放大器研究

发布时间:2012年06月30日|浏览次数:3206|文章分类:行业新闻|文章来源:星鸿艺

1)8级脉冲光纤放大器和压缩器
  近年来,掺镱光纤作为激光器和放大器的增益介质引起人们极大的关注,成为研究热点。与其它掺稀土光纤相比,掺镱光纤有着众多优点:上能级寿命长,适合用于高功率放大;能提供较宽的增益带宽(约40 nm), 支持约30fs的脉宽,适合作为一种优良的超短脉冲放大介质;有很高的光-光转换效率大于80%;能级结 构简单,不存在对泵浦光和信号光的激发态吸收八;不存在浓度猝灭效应,可以有较高的掺杂浓度,从而在 很短的光纤长度内就有很高的增益;有很宽的吸收光谱,使泵浦源的选择有更大的灵活性,包括半导体激光器 以及高功率的钕激光器。脉冲光纤激光器在超快过程研究、非线性光学、X射线光学、物质结构分析技术、纳米 技术、光通讯、材料科学以及光生物医学等方面有着极其重要的应用价值。Bulend 等人用环形腔结构,以掺镱的双包层光纤作为增益介质,获得了 4.8ps的脉冲,由光栅对压缩到90fs。但是超短脉冲在单模光 纤中的放大受到了光纤非线性的限制,主要是自相位调制巧spm和受激拉曼散射巧srs的影响。应用大模场 光纤和啁啾脉冲放大技术⑷能很好地克服这个缺点。基于光纤的啁啾脉冲放大技术已经证明能产生高能量和 高平均功率的超短脉冲〔5~12〕。本实验采用半导体泵浦的双包层光纤放大压缩系统,得到了平均功率为505 mw的放大脉冲,其重复频率为25.4mhz,相应的单脉冲能量为19.8 nj,压缩后脉宽为2.7ps.
    光纤激光打标机放大压缩系统的实验装置如图1所示。由半导体激光器泵浦的环形腔被动锁模光纤激光器,一个单模掺镱光纤前置放大器,一个双包层掺镱光 纤功率放大器和光栅压缩器组成。种子源是自制的 利用非线性偏振旋转锁模的环形腔掺镱光纤激光 器,由于腔内没有加色散补偿,所以输出的脉冲宽度 较宽,为56ps。光纤激光器输出的平均功率为7mw,重复频率为25.4mhz ,中心波长为1 037 nm。激光器的输出脉冲经过一个隔离器后,大约4mw 的激光注人到前置放大器中,隔离器的作用就是防 止放大器对激光器稳定工作的影响。前置放大器的 泵浦源为带尾纤的单模半导体激光器,最大输出功率为240mw。用波分复用器WDM将泵浦光和种子光耦合到单模掺镜光纤中去。单模掺镱光纤由加拿大INO公司生产,纤芯直径为4.2UM,数值孔径为0.16,掺杂质量百分含量为0.18%。经过前置放大器之后,激 光的平均功率达到了60MW,增益为11.7db。
 
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