瓦級(jí)全光纖納秒脈沖光纖放大器研究.pdf

1、高功率全光纖脈沖放大器以其低閾值、高效率、高光束質(zhì)量、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊和散熱性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在光通信、軍事、醫(yī)療、激光加工等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)并備受關(guān)注。本論文在國(guó)家科技部973計(jì)劃“基于微結(jié)構(gòu)光纖的光電子功能器件的創(chuàng)新與基礎(chǔ)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2003CB314906)和固體激光技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金“短脈沖雙包層光纖相干激光光源的研究”(項(xiàng)目編號(hào)：51438020205JW1502)等項(xiàng)目支持下，對(duì)瓦級(jí)全

2、光纖包層泵浦納秒脈沖摻鐿放大激光系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。主要研究工作包括：
　　 1、毫瓦級(jí)功率水平的納秒脈沖種子源主振蕩器研制。通過(guò)對(duì)平均功率0.5mW、脈寬20ns以及重復(fù)頻率50kHz的脈沖信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)單模摻鐿光纖放大，最終得到平均功率為26.1mW，信噪比為25dB的脈沖輸出，為實(shí)現(xiàn)瓦級(jí)全光纖納秒脈沖光纖激光放大系統(tǒng)，提供了性能優(yōu)良的種子源。
　　 2、利用國(guó)產(chǎn)摻鐿雙包層光纖，將光纖側(cè)面耦合器和主振蕩功率放大技術(shù)相結(jié)

3、合，研究了側(cè)面分布式泵浦、兩級(jí)全光纖連接的摻鐿雙包層脈沖光纖放大器，實(shí)現(xiàn)了平均輸出功率2.12W、脈沖寬度20ns、重復(fù)頻率50kHz的全光纖雙包層脈沖光纖激光放大系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)中側(cè)面泵浦耦合器成功的隔離了回波脈沖對(duì)泵浦光源的影響，解決了泵浦光源的損壞問(wèn)題。
　　 3、采用合束器耦合泵浦方式，使用低摻雜濃度的國(guó)產(chǎn)D型內(nèi)包層的摻鐿雙包層光纖，通過(guò)級(jí)聯(lián)兩級(jí)包層泵浦光纖放大器，實(shí)現(xiàn)了平均功率2.75W、峰值功率2.75kW的全光纖納秒脈沖

4、輸出，由于采用了低摻雜濃度的增益光纖，放大過(guò)程中激光脈沖形狀得到有效保持，解決了脈沖放大中脈沖畸變的問(wèn)題。
　　 4、在對(duì)高功率摻鐿雙包層光纖納秒脈沖放大器進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)放大過(guò)程中產(chǎn)生的次脈沖現(xiàn)象進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)的高功率脈沖放大器的光纖熔接質(zhì)量對(duì)次脈沖的產(chǎn)生有很大影響，可以通過(guò)優(yōu)化熔接參數(shù)和選擇適當(dāng)?shù)亩嗉?jí)泵浦方式及泵浦功率得到穩(wěn)定的高功率脈沖輸出。結(jié)合雙包層摻鐿光纖(YDCF)和主振蕩功率放大(MOP