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光學工程
全光纖激光器實現千瓦級功率輸出
       搭建了一臺全光纖結構的光纖激光器。采用雙端泵浦結構,共有26個泵浦輸入端。在使用其中的24個泵浦輸入端,泵浦功率為1477W時,獲得了1008W高功率輸出,光光轉換效率為68%。輸出激光的中心波長為1082nm,半波全寬為3nm。目前激光器輸出功率受限于泵浦功率,增加泵浦源的數目有望進一步提高輸出功率。 
      光纖激光器是以稀土摻雜光纖作為激光介質的一種激光器。隨著大模場雙包層摻雜光纖制造工藝的發展和高亮度半導體二極管泵浦技術的發展,單臺光纖激光器的輸出功率不斷快速提升。與其它種類的激光器及常規固體激光器相比,光纖激光器具有轉換效率高、光束質量好、熱管理方便、結構緊湊等優點,能夠獲得高功率和高光束質量的激光輸出。在國外,IPG公司已于2009年研制出10kW級單模光纖激光器,而國內光纖激光器的研制起步相對較晚,目前仍處于實驗室研究階段,還未形成成熟產品。


圖1 光纖激光器原理圖
 
       國防科學技術大學光電科學與工程學院新體系結構固態激光實驗室成功實現全光纖結構的光纖激光器kw級高功率輸出。系統由泵浦合束器、雙包層摻雜光纖和光纖光柵組成。采用雙端泵浦結構,整個系統共計36個泵浦輸入端。激光器原理如圖1所示,采用24只60w激光二極管(尾纖直徑105μm,中心波長975nm,數值孔徑0.22)對摻雜光纖(20/400摻鐿光纖)進行泵浦。在24只激光二極管全部開啟,泵浦功率為1477W時,獲得了1008W高功率輸出,光光轉換效率為68% 。輸出激光的中心波長為1082nm,半波全寬為3nm。圖2(a)為輸出激光功率與泵浦功率的關系曲線,圖2(b)為輸出激光的光譜圖。


圖2 光纖激光器的功率和光譜
 
       激光輸出功率與泵浦功率有較好的線性關系,激光器單次連續出光時間大于10min,功率穩定性在1%以內。目前激光器輸出功率受限于泵浦功率,增加泵浦源的數目有望進一步提高輸出功率。

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