全光纤亚纳秒脉冲Yb光纤激光器的研究

发布时间：2019-10-04 05:45

【摘要】：全光纤化光纤激光器具有的功耗低、效率高、体积小、可靠性高等优点,在工业加工、光纤传感、光谱学等领域有重要的应用。本文主要研究了两种纳秒／亚纳秒全光纤化脉冲Yb光纤激光器,一种是基于半导体种子源的MOPA结构光纤激光器,一种是基于SBS调Q的全光纤化光纤激光器。首先研究了基于LD种子源的MOPA结构光纤激光器。其种子源采用脉宽4ns、重频100 kHz的平均功率为100μW的半导体种子激光器,第一级采用脉冲泵浦放大,可实现一级放大倍数37.8 dB,有效的降低了ASE的影响,输出光谱里ASE部分被抑制在50dB以下。再经过两级连续放大,最终实现了脉宽4ns、重频100 kHz、峰值功率38kW的全光纤输出激光脉冲。然后研究了基于SBS调Q的全光纤化亚纳秒光纤激光器及其超连续谱应用。介绍了受激布里渊(SBS)的原理及SBS调Q激光器的工作机制,并综述了目前常用的几种SBS调Q光纤激光器的结构；为了克服现有SBS调Q方案实用化的关键技术障碍——重复频率较低、结构不稳定,设计并优化了一种全光纤的SBS调Q光纤激光器。激光脉冲是由一个光纤光栅构成的激光腔产生的,其中双包层Yb光纤作为增益介质,小段Bi/Cr共掺光纤作为饱和吸收体。优化Bi/Cr共掺光纤的长度及光纤光栅的反射率,使得激光腔储能足够保证受激布里渊散射的发生,这样光纤激光器的调Q状态可以由普通SA调Q转变为SBS调Q,这样可以压缩激光脉冲宽度以及提高峰值功率。最后激光输出功率为1.2W,峰值功率15kW,脉宽小于1ns,重复频率为80 kHz,大约为现有报道最高重复频率的4倍。最后利用该全光纤的SBS调Q光纤激光器泵浦PCF,获得了1.24W的光谱范围为550nm到2100nm的超连续光谱输出。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN248

【参考文献】