光纤激光器的发展概况

对掺杂光纤作增益介质的光纤激光器的研究始于20世纪60年代。而在20世纪80年代中期英国南安普顿大学掺饵(Er3+)光纤的突破,使光纤激光器更具实用性,显示出十分诱人的应用前景。光纤激光器是当今光电子技术研究领域中最前沿的研究课题之一。

中红外稀土掺杂碲酸盐玻璃和光纤

中红外稀土掺杂连续光纤激光在光声技术、红外制导、医疗手术、塑料加工以及5G通信等领域有着十分广阔的应用前景。然而,制备中红外稀土掺杂连续光纤激光器的光纤基质材料单一,再加上高增益光纤和器件的缺乏,大大限制了大功率单频连续光纤激光器的发展。本文对比了传统的石英光纤、氟化物光纤、硫系光纤和重金属氧化物光纤,最终将碲酸盐光纤作为阐述对象。重点阐述了国内外中红外稀土掺杂碲酸盐连续光纤激光的研究进展,目前2.0μm波段的最高输出功率为8.08 W、最高斜率效率为77%;3.0μm波段的理论模拟结果显示最高输出功率高达5.219 W、最高斜率效率可达40%。

基于氟铝基玻璃的中红外光纤激光器研究进展(特邀)

中红外波段(2.5~5.0μm)的激光由于位于大气传输窗口、分子特性吸收区和热辐射能量聚集区域,因此在大气遥感、医学诊疗、精密探测以及材料加工等领域中展现出了巨大的应用潜力。光纤激光器因其优异的光束质量、紧凑的结构、出色的散热能力以及高效的光-光转换等优势而备受关注。随着光纤激光技术的发展,其输出波长范围逐渐扩展至中红外波段。氟化物玻璃具有低声子能量、宽中红外透过范围和高稀土离子溶解度等特性,可作为中红外光纤激光器的增益介质。在众多种类的氟化物玻璃中,氟铝基玻璃因其出色的抗潮解性能和机械强度,成为潜在的可应用于高功率激光系统的增益材料。回顾了自20世纪50年代以来,氟铝基玻璃在组分、结构、中红外发光特性以及光纤制备工艺等方面的发展历程,并重点介绍了中红外氟铝基光纤激光器的最新研究成果。目前,中红外氟铝基光纤激光器已实现数瓦级中红外激光输出。展望未来,通过开发新型氟铝基玻璃体系,探索双包层氟铝基玻璃光纤制备工艺,研究光纤光栅刻写和异质光纤熔接技术,有望实现全光纤化结构的中红外氟铝基光纤激光器,并实现更高功率、更高效率和更长波长的中红外激光输出。

Er^(3+)-Yb^(3+) Co-Doped Fiber Ring and Line Laser

Er3+-Yb3+ co-doped fiber of 2 m long is used as the laser gain medium. Two fiber lasers with different structures have been set up, one is the line cavity fiber laser with the dielectric mirror being replaced by an all-fiber reflecting mirror,the other is the ring cavity all-fiber laser. Both set-ups have achieved lasing operation at the wavelength of 1.53 μm. Pumped by the 1 064 nm light from all-solid-state Nd ∶YAG laser, the two fiber lasers at 1 530 nm are operational. Their output powers are 7.8 mW and 2 mW with 130 mW and 160 mW pump powers.

Recent Advances in New Band Rare-earth Doped Fiber Amplifiers

Broadband,high bit rate,long hauls and system intelligence are current trends in developing fiber optic communication systems.The ever-increasing traffic demands have made it urgent to develop new band optical fiber amplifier.Laser characteristics of various rare-earth ion including Er3+,Tm3+,Pr3+,Dy3+,Ho3+,and Nd3+ doped fiber are reviewed.Recent advances of rare-earth doped fiber amplifiers with wide-band and flat gain are also introduced.