光纤激光器

摘要： 提出并通过实验搭建具有多个横向模式振荡的基于少模掺铒光纤的多模式振荡多波长光纤激光器。激光器包括部分空间光学元件、多模光纤组件、少模光纤及少模掺铒光纤。所用少模掺铒光纤支持六个模式,其掺杂结构经过特殊设计后使得各模式增益均衡。通过少模光纤-多模光纤-少模光纤部分的作用实验实现了波长可调谐多模激光及多波长多模激光输出。泵浦功率2.75 W时输出的单波长激光中心波长为1590.4 nm,激光线宽0.08 nm,激光器的边模抑制比为38.31 dB,通过调节偏振控制器得到单波长可调谐范围为1572.12~1599.72 nm。增加泵浦功率还可得到双波长多模激光及三波长多模激光。

摘要： 采用激光技术对缠绕在高压输电线路上的异物进行清除具有极大的技术优势与操作优势,采用光纤激光器作为远程电网异物清除设备的激光介质对于降低能耗和使用成本具有广阔市场空间。为此,提出了一种集成化小型便携式激光清除器的设计方案。通过有效性和安全性实验,验证了采用光纤激光器作为远程电网异物清除设备的激光介质的可行性。

摘要： 1μm光纤激光器主要以掺杂Yb;的光纤为增益介质,在高功率泵浦源、激光雷达、医疗以及科学研究等领域有重要的应用前景。介绍了1μm掺Yb;光纤激光器的能级结构和产生原理,对其国内外的发展状况进行了综述,并深入分析各类型光纤激光器的关键技术和解决措施,并对1μm光纤激光器的发展趋势进行了展望。

摘要： 为探究半导体激光器和光纤激光器直接起爆HMX的可行性,并对比脉冲输出和连续输出两种工作方式,开展了HMX起爆时间仿真与试验研究。建立激光对HMX炸药起爆过程的仿真模型,并通过搭建半导体激光和光纤激光起爆系统进行激光起爆试验。结果表明:采用脉冲光纤激光器和脉冲半导体激光器均能直接起爆HMX,脉冲光纤激光器点火时间小于脉冲半导体激光器的点火时间,而连续光纤激光器未实现HMX炸药起爆,说明光纤激光脉冲工作方式优于连续工作方式。

摘要： 提出了一种在2050 nm波段的基于新型无源三环复合子腔的单纵模掺铥光纤激光器。对所提出的新型复合三环子腔滤波器进行了详细的理论分析,可以通过调整其有效自由光谱范围和透射带宽实现超窄带滤波,从而确保激光器的单纵模运行。所搭建激光器的输出波长为2048.48 nm,光信噪比为70 dB,100 min内的波长和功率波动分别小于0.02 nm和0.453 dB。实验结果表明,激光器可以工作在稳定的单纵模输出状态。该激光器有望用于自由空间光通信或用作多普勒激光雷达的高功率光纤激光器的种子源。

摘要： 高功率掺镱光纤激光器在空间环境中的应用日益增多,但掺镱光纤材料在空间辐照条件下会产生色心效应,导致损耗增加,影响光纤器件以及激光器整机的性能,从而给高功率光纤激光器在空间环境的长期稳定工作带来隐患。从空间辐照对高功率光纤激光器性能的影响机理、抑制方法和研究进展等3个方面进行介绍。首先介绍了空间辐照对高功率掺镱光纤激光器中关键光学器件、放大级热负载、非线性效应等方面的影响分析,其次介绍了抑制辐照效应的典型方法及其在高功率掺镱光纤激光器中的可行性分析,最后介绍了国内外典型的高功率掺镱光纤激光器的辐照影响及抑制的研究成果,并展望了未来发展趋势。

摘要： 提出并设计了一种基于光纤Sagnac滤波的掺铒光纤激光器,激光器谐振腔分别由两支3 dB光纤耦合器相对熔接构成,选用4 m长度的掺铒光纤作为增益介质。Sagnac环由一段长度为2 m的领结型保偏光纤、2×2耦合器以及偏振控制器构成,所形成的梳状光谱周期为2.67 nm。激光器阈值为36 mW,将Sagnac环作为传感单元进行温度测试,在40到140°C温度范围内,每隔10°C对单波长激光光谱进行一次采集,激光中心波长由1558.44漂移至1560.6 nm,温度灵敏度为22.3 pm/°C,功率波动小于2.753 dB,线性度为0.997,并且显示出良好的温度重复性。实验中对单波长激光的光谱稳定性进行了测试,功率波动优于0.962 dB。实验中,通过调节偏振控制器获得了双波长激光输出,波长间隔2.56 nm。

摘要： 设计了基于多模干涉效应锁模的掺铒光纤激光器,利用渐变折射率多模光纤实现了锁模脉冲输出。通过控制泵浦功率,调节腔内偏振控制器,实验获得中心波长为1528 nm的展宽脉冲,3 dB带宽为37.2 nm,脉冲宽度为973.2 fs。在腔外进行色散补偿,将展宽脉冲的脉冲宽度压缩至280.1 fs。此外,通过提高总泵浦功率至961.1 mW并微调偏振控制器,获得了色散管理孤子分子脉冲输出,调制周期为0.32 nm,对应的脉冲间隔为24.1 ps。实验采用多模光纤内置在偏振控制器中的锁模结构,突破了对多模光纤长度的限制,激光器结构紧凑,具有出色的稳定性。

摘要： 报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤化1064 mm线偏振单频光纤放大器。种子源是一个线宽约为3 kHz的单频光纤激光器。输出功率为50 mW的种子激光经两级掺Yb保偏双包层光纤(光纤纤芯直径分别为10μm和20μm)和一级手性耦合纤芯增益光纤放大后,最终获得了输出功率138 W、光束质量M2≤1.2、偏振消光比优于18 dB的高功率单频光纤激光输出。在脉冲调制模式下,获得了峰值功率465 W、脉宽宽度约为500μs的线偏振单频光纤激光输出。

摘要： 由飞秒激光驱动的非线性光学显微镜技术在医学组织成像中具有很多独特的优势,包括多种成像模态、高对比度、高分辨率和无标记的深层光学切片能力等.由于缺乏波长可灵活调谐的飞秒激发光源,导致在多模态成像的同时难以兼顾每种模态的对比度,从而制约了非线性光学显微镜在医学诊断中的广泛应用.本文采用基于自相位调制光谱选择的光纤激光光源,获得了中心波长在990—1110 nm范围内可调谐的高能量飞秒脉冲,并用于驱动非线性光学显微镜.采用990 nm的飞秒脉冲,通过双光子激发荧光和二倍频对胃组织成像,进一步结合图像拼接技术成功获得了胃组织的双模态大视场图像;利用1110 nm的飞秒脉冲,实现了无标记自发荧光多倍频显微镜技术,同时高效激发了胃组织的双光子激发荧光、三光子激发荧光、二倍频和三倍频信号,获得了胃组织的多模态图像.

摘要： 随着信息化时代的到来,巨大的数据量给信息传输技术带来了挑战.互联网的快速应用与普及,迅速增加了互联网的用户数量,但也带来了信息量的爆炸式增长.各种各样的网络技术、在线视频、P2P技术等正在不断地消耗掉宝贵的网络带宽资源.大数据时代,云计算的到来更是给网络带宽提出了更加迫切的要求.以光纤为传输介质的波分复用系统WDM光网络的出现,满足了信息时代对网络的大带宽、高速率的传输要求.在现代光网络中,作为光源的光纤激光器显得尤为重要.一个光纤激光器质量的优劣,直接影响着整个光通信网络系统的性能.光纤激光器具有耦合效率高,非常容易形成高功率密度,并且体积小、散热效果好,在光束质量、使用寿命等方面具有无可比拟的优势,因此引起了越来越多人的研究.作为一种新型激光元件,光纤激光器已经成为了现代通信网络系统中必不可少的重要器件.首先对光网络的结构进行了分析,然后对光纤激光器技术进行了研究,接着讨论了选取波长的不同方法,最后给出了一种新的波长选择设计方案.

摘要： 信息化时代对通信的容量和带宽都提出了更高的要求,以光纤通信网络为基础的信息传输系统正好可以满足这一要求.在光纤通信网络中,光纤激光器是一个极其重要的通信器件.为了不断提高网络的通信容量,密集波分复用光网络DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)系统出现了.在DWDM系统中,由于复用的波长数量较多,波长间隔很小,这就对光纤激光器的光束线宽质量提出了更高的要求.只有光束的线宽很窄的时候,才能满足DWDM系统的需要.窄线宽光纤激光器性能优异,已经引起了人们日益广泛的关注,其具有非常高的实用价值.因此,窄线宽光纤激光器技术就成为了通信技术的一个研究热点.窄线宽的光纤激光器具有单色性好、发散角度小等显著优点,不仅能满足DWDM光通信系统的要求,在微波光子学、太赫兹技术、激光雷达等相关领域也发挥着重要作用.文中分析了光通信网络的形态,讨论了光纤激光器的技术特点,结合通信网络的需求,对窄线宽光纤激光器技术进行了研究,给出了实现窄线宽光纤激光器的方法.

摘要： 随着相干光通信/传感等技术的迅速发展,系统对于光源的单频性能提出越来越高的要求.基于光纤中受激布里渊散射的布里渊光纤激光器(Brillouin fiber lasers,BFLs)以其独特的布里渊频移特性和超窄线宽特性(Hz量级)受到广泛的研究关注.自1976年首台布里渊光纤激光器出现至今,历经四十年的发展,单频布里渊光纤激光器取得了一系列进展.本文回顾了单频布里渊光纤激光器的研究历史与发展现状,介绍了紧凑型布里渊掺铒光纤激光器的研究现状,并对比了其它几种传统超窄线宽激光器,讨论了其在干涉型光纤传感中的应用优势.

摘要： 大模场光纤是提高光纤激光器输出功率的有效方法,本文总结了几种典型的大模场光纤:双包层光纤、光子晶体光纤、泄漏通道光纤、多芯光纤、3C光纤和一些基于模式选择和控制的大模场光纤.同时,指出了在光纤结构设计、单模输出和加工制作上的困难.最后,从高功率输出和制作工艺的角度指出了大模场光纤研究的新方向.综合比较,多芯光纤在高功率输出方面有着很大的潜力.

摘要： 为了提高光纤激光器的输出功率,在改进信号光纤掺杂、结构的同时,也需要设计与之相匹配的泵浦耦合结构.一方面为了提供足够的泵浦功率,需要改进泵浦耦合结构来提高泵浦耦合效率,另一方面要避免过多的功率沉积造成的局部升温过高.这种局部升温在大功率光纤泵浦耦合结构中甚至会导致光纤损坏.因此,随着光纤激光器的发展,光纤激光器的泵浦耦合方法也从最开始的端泵逐步发展出侧泵、分布式泵浦等结构.本文主要使用光线追迹和光束传播方法(Beam Propagation Method,BPM)分析大功率光纤激光锥形光纤泵浦耦合的规律,并提出适用于大功率光纤激光的泵浦耦合结构.

摘要： 提出并设计了一种采用光纤环形滤波结构的窄线宽掺Er3+光纤激光器.系统采用976nm激光二极管作为泵浦源,将部分输出激光通过3dB耦合器注入光纤环形滤波器后,经一支分光比为20∶80耦合器的80％端口重新注入谐振腔,形成自反馈光注入结构.光纤环形滤波器中掺Er3+光纤长度为2.2m,激光器阈值由22mW下降至20mW,稳定工作在单频运转状态,3dB线宽为4.1kHz;激光输出功率具有良好的线性度,获得功率为1.02mW激光输出,信噪比大于50dB.在光纤激光器中采用环形滤波技术对于实现高稳定性的窄线宽激光输出具有重要的作用.

摘要： 报道了中国科学院半导体研究所在光纤海底地震仪方面的探索.课题组研制了光纤激光器作为探测地震波的核心敏感元件,采用弹性膜片结构进行传感器的增敏设计.通过相位产生载波算法实现信号的解调.给出了实验室测试的结果和湖试结果.

摘要： 本文分析了980nm光纤激光器系统中三能级起振条件以及三能级激光与四能级ASE的增益竞争关系,提出了ASE的抑制方法.搭建了全光纤激光振荡器系统,对不同泵浦吸收系数的增益光纤进行了980nm激光实验研究,获得了3.9W的981.6nm激光输出,半高宽约0.7nm,光光转换效率7.6％,激光-吸收泵浦光转换效率为36％.实验结果表明,980nm全光纤振荡系统光光转换效率偏低的原因除了泵浦光吸收效率过低,激光上能级转换也是其因素之一.

摘要： 本文介绍了光纤激光器的发展历程、基本原理和应用.重点研究了利用分步傅里叶法数值求解脉冲在光纤中传播所遵循的非线性薛定谔方程以模拟光纤激光器运转的过程.本文使用Matlab软件编写了计算程序,分析了方程中的各个参数对脉冲演化过程的影响.

摘要： 随着针灸的广泛使用，针灸针尖端加工过程中表面平整度问题，引起了针灸行业的广泛关注。本文利用高温熔融法制备掺杂材料，排棒拉丝方法制备2芯、6芯和7芯微结构光纤并搭建激光系统进行对比，其中6芯中间为高吸收棒的微结构光纤系统得到反高斯型激光光束，利用此激光光束对针灸针进行加工，其表面平整度为微米量级，符合使用标准。

摘要： 本发明提供一种使光纤自身具有断线检测功能的光纤维激光器装置用光纤。在具备实心的芯部(2)和包层(3)并传送高输出功率的激光的光纤维激光器装置用光纤(1)中，以与上述包层(3)邻接的方式形成金属层(6)。

摘要： 本发明提供了一种光纤气体激光器和具有该激光器的光纤型环形激光陀螺仪。该光纤气体激光器包括激励气体、光学共振腔和激励源，其特征在于，该光学共振腔由空心光纤和单模光纤耦合器构成，所述单模光纤耦合器两臂为实心光纤，所述两臂分别和所述空心光纤的两端相连接，所述空心光纤的纤芯中充满作为增益介质的激励气体；结构简单，成本低廉，尺寸可调，放大性能好。由此气体激光器制成的光纤型环形激光陀螺仪可以应用于机器人系统、汽车导向系统等多个领域。

摘要： 本发明提供一种使光纤自身具有断线检测功能的光纤维激光器装置用光纤。在具备实心的芯部(2)和包层(3)并传送高输出功率的激光的光纤维激光器装置用光纤(1)中，以与上述包层(3)邻接的方式形成金属层(6)。

摘要： 本发明提供一种可实现高输出功率的光纤激光器，并且在作为光源的同时兼作作为传导激光的传输路径的新型光纤激光器用光纤。光纤激光器用光纤(1)具备中空纤芯区域(11)、具有在光纤长度方向上延伸且包围上述中空纤芯区域(11)的多个空孔(12)的内侧包层区域(15)以及包围该内侧包层区域(15)的外侧包层区域(14)，上述内侧包层区域(15)的填充部(13)由部分地或整个范围内地添加稀土类元素的石英材料构成，上述外侧包层区域(14)的折射率低于上述内侧包层区域(15)的填充部(13)的折射率。

摘要： 本申请涉及一种激光发生器、单腔光纤激光器以及多腔光纤激光器，激光发生器包括脉冲种子源，用于产生预设功率的脉冲激光；激光放大模块，与所述脉冲种子源连接，用于放大所述脉冲激光的激光功率；其中，所述激光放大模块包括依次连接的多个光纤放大器，多个所述光纤放大器依次逐渐放大所述脉冲激光的激光功率。本发明通过多个光纤放大器依次连接，逐渐放大脉冲激光的激光功率，以便得到高功率的脉冲激光，结构简单稳定。

摘要： 本发明提供一种可实现高输出功率的光纤激光器，并且在作为光源的同时兼作作为传导激光的传输路径的新型光纤激光器用光纤。光纤激光器用光纤(1)具备中空纤芯区域(11)、具有在光纤长度方向上延伸且包围上述中空纤芯区域(11)的多个空孔(12)的内侧包层区域(15)以及包围该内侧包层区域(15)的外侧包层区域(14)，上述内侧包层区域(15)的填充部(13)由部分地或整个范围内地添加稀土类元素的石英材料构成，上述外侧包层区域(14)的折射率低于上述内侧包层区域(15)的填充部(13)的折射率。

摘要： 本申请涉及一种激光发生器、单腔光纤激光器以及多腔光纤激光器，激光发生器包括脉冲种子源，用于产生预设功率的脉冲激光；激光放大模块，与所述脉冲种子源连接，用于放大所述脉冲激光的激光功率；其中，所述激光放大模块包括依次连接的多个光纤放大器，多个所述光纤放大器依次逐渐放大所述脉冲激光的激光功率。本发明通过多个光纤放大器依次连接，逐渐放大脉冲激光的激光功率，以便得到高功率的脉冲激光，结构简单稳定。

摘要： 本发明涉及激光技术领域，提供了一种用于调Q脉冲光纤激光器的光纤集成器件及调Q光纤激光器，其中，所述光纤集成器件包括：壳体，封装于壳体内的高反镜、调Q组件、空间波长合束镜及至少一泵浦光发射组件，所述壳体上设置有一个或多个输出端口；所述泵浦光发射组件发射的泵浦光通过所述空间波长合束镜自所述输出端口输出，同时自所述输出端口注入的信号光通过所述调Q组件后和高反镜沿原路返回或自所述多个输出端口同时或分时输出。相较于现有技术，本发明将调Q、合束及发射泵浦光的功能集成在一单独光学器件中，得到多功能及小型集成化的光学器件，同时也减小了泵浦光的损耗，可提高脉冲光纤激光器的小型化、泵浦光的利用率及保证信号光的光束质量。

摘要： 本发明提供了一种光纤激光器的光纤光栅和光纤激光器，应用于光纤激光器，光纤光栅为啁啾光纤光栅，包括：光纤光栅的长度至少为50mm。本发明提供的光纤光栅在满足光纤光栅发射率和谱宽的条件下，尽量增加光栅的长度，从而减小了光栅的啁啾系数，这样对光纤纤芯的折射率的变化要求会减小很多，甚至可以省去对光纤紫外光的增敏工序，使得在刻写光栅时的单位长度光栅上紫外光的照射时间减少，对光纤纤芯中材料的破坏变小，继而达到光纤光栅在工作时单位长度的发热量减小的技术效果，缓解了现有技术中存在的光纤光栅在工作时的发热系数过高的技术问题。

摘要： 本实用新型实施例提供一种MOPA光纤激光器的光纤盘结构及一种MOPA光纤激光器。本实用新型实施例提供的MOPA光纤激光器的光纤盘结构，包括：下层光纤盘，下层光纤盘上设置有盘绕件，以将光纤盘绕在盘绕件上；上层光纤盘，上层光纤盘上设置有多组固定件，以将光纤的尾部按照光的传播方向盘绕在固定件上并固定，光纤的尾端熔固在上层光纤盘上；其中，下层光纤盘与上层光纤盘可拆卸连接。本实用新型实施例提供的MOPA光纤激光器的光纤盘结构通过设置盘绕件和固定件，将光纤盘绕在盘绕件上后，其尾部盘绕在固定件上，实现了光纤有序排列，节约了光纤盘结构的空间，减小了MOPA光纤激光器的体积。