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调Q全光纤铒镱共掺双包层光纤激光器研究

发布时间:2019-01-08 16:08
【摘要】:利用铒镱共掺双包层光纤作为增益介质的调Q光纤激光器运行于1.55微米附近的“人眼安全”波段,具有峰值功率高、结构紧凑、免维护等一系列优点,在自由空间光通信、远距离传感、医疗等领域具有很大的应用潜力。本文对调Q全光纤铒镱共掺双包层光纤激光器进行了系统的实验研究,主要完成了以下工作:1、以增益光纤本身作为可饱和吸收体,搭建了自调Q全光纤激光器。在腔内未插入任何调Q元件的条件下,泵浦功率87mW-176mW范围内获得了稳定的脉冲宽度5μs-40μs范围内可调、重复频率5.8kHz-110kHz范围内可调的自调Q脉冲,并从理论上对该现象进行了合理的分析。2、利用声光调制器作为调Q开关,搭建了声光调Q全光纤铒镱共掺光纤激光器。通过实验得到了该激光器不同泵浦功率条件下的重复频率范围,分析了调制频率高于和低于重复频率范围时脉冲变化情况,以及这种变化产生的原因。总结了泵浦功率、调制频率以及激光输出端的输出透过率对调Q激光器输出的影响规律。该激光器可输出宽度为1.5μs、平均功率为180mW的调Q脉冲。泵浦功率为0.9W,调制器的调制频率3kHz时,激光的峰值功率和脉冲能量分别为5W和50μJ的脉冲输出。激光的中心波长为1550.3nm,最小谱线宽度约0.07nm。3、利用声光调Q脉冲作为种子源,设计了输出平均功率超过1.16W的MOPA(主振荡功率放大)结构声光调Q全光纤激光器。将泵浦功率为0.9W,调制器调制频率为3kHz的种子脉冲注入到泵浦功率为5.7W的放大级中,其峰值功率由5W提高到42W,放大倍数超过8倍。过实验得到了种子源放大后的功率、时域和频域变化特性。
[Abstract]:The Q-switched fiber laser using erbium and ytterbium co-doped double-clad fiber as gain medium operates in the "human eye safety" band near 1.55 渭 m. It has a series of advantages, such as high peak power, compact structure, no maintenance, and so on. Remote sensing, medical treatment and other fields have great application potential. In this paper, a Q-switched all-fiber erbium-ytterbium co-doped double-clad fiber laser is studied. The main work is as follows: 1. Using gain fiber itself as saturable absorber, a self-Q-switched all-fiber laser is built. Under the condition that no Q-switched element is inserted into the cavity, the stable pulse width of 5 渭 s -40 渭 s and the adjustable self-Q-switched pulse in the 5.8kHz-110kHz range of repetition rate are obtained in the pump power 87mW-176mW range. The phenomenon is analyzed theoretically. 2. Using acousto-optic modulator as Q-switch, an acousto-optic Q-switched all-fiber erbium-ytterbium co-doped fiber laser is built. The repetition frequency range of the laser with different pump power is obtained experimentally. The pulse variation when the modulation frequency is higher than or below the repetition frequency range and the reasons for the change are analyzed. The effects of pump power, modulation frequency and the output transmittance of laser output on the output of Q-switched laser are summarized. The output width of the laser is 1.5 渭 s and the average power is 180mW Q-switched pulse. The peak power and pulse energy of the laser are 5 W and 50 渭 J, respectively, when the pump power is 0.9 W and the modulation frequency is 3kHz. The center wavelength of the laser is 1550.3 nm, and the minimum line width is about 0.07nm.3.Acousto-optic Q-switched pulse is used as the seed source to design an acousto-optic Q-switched all-fiber laser with an average output power of more than 1.16W in MOPA (main oscillatory power amplifier) structure. A seed pulse with a pump power of 0.9 W and a modulator frequency of 3kHz is injected into the amplifying stage with a pump power of 5.7 W. The peak power of the pulse is increased from 5 W to 42 W, and the amplification multiple is more than 8 times. The power, time-domain and frequency-domain variations of the seed source are obtained by experiments.
【学位授予单位】:河北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN248

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4 本报记者 胡Z,

本文编号:2404834


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