棒状光子晶体光纤种子光透镜耦合分析

本文对单透镜耦合系统进行了分析。分别模拟计算了当耦合透镜F=103.26 mm时耦合效率与透镜位置的关系,以及当透镜与光纤端面的距离为120 mm时耦合效率与透镜焦距的关系。利用单透镜耦合方式对棒状光子晶体光纤进行了耦合实验,实验所用种子源是波长λ=1030 nm的SESAM锁模固体激光器(M^2≤1.2),所用棒状光子晶体光纤的芯径D=85μm(模场直径D_(MF)=65μm),测得耦合效率约为35%~42%。由于光纤中掺杂的Yb^(3+)离子对1030 nm波长的激光有一定的吸收作用,因此实际的耦合效率应该大于测定值。

高峰值功率皮秒脉冲棒状光子晶体光纤放大器

高峰值功率的超短脉冲激光器在激光精细微加工等领域具有重要应用价值。以超大模场光纤为增益介质对超短脉冲激光进行功率放大,是实现高光束质量、高峰值功率超短脉冲激光输出的有效技术手段。以脉冲宽度、重复频率可调的1030nm锁模光纤激光器为种子光源,通过多级全光纤功率预放大和以超大模场棒状光子晶体光纤(PCF)为增益介质的功率放大器,搭建了高峰值功率皮秒脉冲光子晶体光纤放大器系统。实验研究了棒状PCF放大器的输出特性,在脉冲宽度为30ps时实现了峰值功率为2.94 MW的近衍射极限激光放大输出。

复合调制掺Yb^(3+)兆瓦级光纤激光系统

提出了一种主振荡光纤放大系统,围绕提高脉冲信号的峰值功率和拓宽系统重复频率的调制范围两方面进行了实验研究。实验采用电脉冲调制和声光调制的方式对光脉冲序列进行调制,抑制了半导体种子源在小信号放大时产生的放大自发辐射效应和自激振荡,解除了种子源对系统重复频率的限制,使系统的重复频率在1~200kHz范围内连续可调。在声光调制器对光脉冲的调制过程中,声光Q开关有效抑制了放大过程中由自相位调制引起的光谱展宽。实验采用大模场棒状光子晶体光纤作为增益介质,提高了光脉冲的峰值功率和输出光的光束质量,抑制了因峰值功率过高引起的非线性效应,最终实现了脉冲宽度为1.12ns、峰值功率为2.01 MW的稳定光脉冲输出,平均功率超过56 W,输出光束质量接近衍射极限(M_x^2=1.49,M_y^2=1.54)。