N阶级联拉曼光纤激光器理论模型

考虑拉曼光纤纤芯有效面积随 Stokes 光波长变化,提出了一种改进的 N 阶级联拉曼光纤激光器理论模型。根据该理论模型,按照拉曼光纤激光器级联阶数 N 的奇偶性分别推导出了第 N 阶 Stokes 光输出功率的解析表达式。通过忽略经输出耦合器反射回拉曼光纤输入端的残余泵浦光功率,计算了5阶级联拉曼光纤激光器的输出特性,并与相关文献上的实验数据进行了比较,结果显示文中的计算结果与实验结果相吻合。文中的理论模型对于设计 N 阶级联拉曼光纤激光器有一定指导意义。

一种求解级联拉曼光纤激光器的方法

根据适应度函数的具体情况改进了微粒群算法,与基本微粒群算法相比,其复杂函数的寻优能力得到了提高。利用改进的微粒群算法对不同结构的拉曼光纤激光器理论模型对应的适应度函数进行了算法测试,保证适应度函数精度(10-5)的情况下,计算时间不超过15 s。与Newton-Raphson打靶算法配合时,有效地缩短计算时间、提高打靶算法稳定性和计算精度。最后,利用该算法数值分析了二阶掺磷拉曼光纤激光器输出端反射率、光纤长度和泵浦功率对输出功率的影响。

内腔级联拉曼光纤激光器输出特性的实验研究

采用标准单模石英光纤作为拉曼增益介质 ,光纤布拉格光栅作为谐振腔镜 ,研制了一台内腔级联拉曼光纤激光器。利用掺Yb双包层光纤激光器作为抽运源 ,实现了二级拉曼转换 ,在波长 1176 .8nm获得了 30 9mW的最大输出功率 ,斜率效率接近 5 1.5 %。在小抽运功率下 ,发现拉曼光纤激光器的输出中存在重复周期约为 2 .9μs的脉冲序列 ;当抽运功率大于某一值时 ,上述脉冲消失 ,获得了十分稳定的连续输出。

多阶级联拉曼光纤激光器的理论分析与优化设计

由稳态条件下描述光纤中受激拉曼散射(SRS)效应的光功率耦合方程出发,采用解析方法对多阶级联拉曼光纤激光器(CRFLs)进行了理论分析。根据拉曼光纤激光器级联阶数的奇偶性分别推导出了多阶级联拉曼光纤激光器的输出功率、光-光转换效率最大时的拉曼光纤长度和输出耦合器反射率。通过忽略反射回谐振腔输入端的剩余抽运光功率,计算了5阶级联拉曼光纤激光器的输出特性和光-光转换效率随光纤长度和输出耦合器反射率的变化。利用已有的5阶级联掺锗拉曼光纤激光器输出特性实验数据与理论分析结果进行了对比。

级联Nd:GdVO4自拉曼1309nm激光性能研究

报道了基于半导体激光端面抽运的a切Nd:GdVO4晶体级联自拉曼激光的输出特性。利用Nd:GdVO4晶体的优异激光特性和较强的拉曼增益,结合使用针对级联拉曼设计的宽带高反腔镜,在声光Q开光调制下,成功实现了基于882 cm^-1频移的1309 nm波长二阶斯托克斯激光输出。在10W入射抽运功率和50 kHz重复频率下,获得了平均输出功率1.48 W,脉冲宽度5.3 ns的1309 nm激光输出,对应的二阶斯托克斯激光阈值和光光转换效率分别为5.9 W和14.8%。结果表明:以Nd:GdVO4作为自拉曼晶体,通过级联拉曼可实现高效二阶斯托克斯激光输出,对丰富固体激光波长具有重要价值。

拉曼光纤放大器的增益平坦化综述

在整个工作波段内具有较好的增益平坦度是对应用于波分复用光纤通信系统中的拉曼光纤放大器的一个基本要求。文章在分析RFA原理基础上,针对目前RFA的研究现状,分析了实现其增益平坦的几种方法,总结了国内外对RFA增益平坦化的研究,最后对其发展进行了展望。

355 nm脉冲激光在甲烷中的高效多波长拉曼转换

研究了脉冲Nd:YAG激光(355nm)泵浦的甲烷中多级Stokes光的产生和惰性气体对其转换效率的影响,其中一级和二级Stokes光的最大能量转换效率分别可达71%和38%(对应量子效率为79%和48%),大大高于已往文献报道的20%。在0.5MPa下,可同时获得322nm(3.6%),355nm(24.5%),396nm(24.3%),448nm(22.3%)和515nm(9.3%)的多波长输出。甲烷压力对多级Stokes转换有显著影响:高气压利于产生高效的一级Stokes光,而低气压则适合于高级Stokes光的产生。根据级联受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)理论对实验结果进行了分析,结果表明甲烷中高级Stokes光的产生是SRS和FWM协同作用的结果。加入的氦气增强了甲烷中Stokes光的转换效率,而氩气的作用恰恰相反,利用热透镜效应可以很好地解释这些现象。

不同材料光纤级联RFA增益谱的平坦化

讨论不同材料光纤级联拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术,对把耦合波方程解析解直接应用在不同材料光纤级联中的方法提出一种改进,即将受激拉曼散射耦合波方程解析解的化简形式具体应用到普通石英光纤和掺磷石英光纤级联中,使输出端得到一个固定的功率输出值,从而实现信号光增益谱的平坦化。仿真结果表明,根据改进方法所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现不同材料光纤级联RFA增益的平坦化。

掺Yb^(3+)磷硅酸盐微球腔发光特性的探究

本文采用双锥光纤与微球腔耦合系统研究成分为55.93P2O5-3.57Al2O3-15Na2CO3-20SiO2的掺Yb3+磷硅酸盐微球腔的合作上转换发光、下转换激光振荡及其级联拉曼激光振荡等发光特性.本实验采用中心波长为976 nm、线宽为0.15 nm的单纵模半导体激光作为抽运光源,在掺Yb3+磷硅酸盐微球腔中测得中心波长为476.1 nm的蓝色合作上转换荧光,并运用合适的理论模型来解释该合作上转换产生11.9 nm蓝移效应的原因.同时,在1058.26 nm和1060.02—1126.08 nm处分别测得了由于微球腔谐振产生的下转换单纵模及多纵模激光振荡.另外,本文首次在同一微球腔中测得了由Yb3+下转换激光激发产生的多级级联拉曼激光.在抽运功率为8.53 mW时,产生的级联拉曼激光可以达到两级,且波长延伸至1300 nm附近.