分布反馈光纤激光器水听器设计与实验

掺yb光纤激光器输出功率的继续增长会受到非线性效应、光学损伤和热损伤等因素的限制。文中报道了实现千瓦级功率输出的包层泵浦掺yb光纤激光器。该激光器成功解决了以上限制因素,采用双端泵浦技术和大模面积双包层掺yb光纤,在1.08μm附近获得了高功率连续激光输出,输出功率达1.2kw,光-光斜效率78.6%,达到目前国内最高水平。

报道了一台适用于分布式光纤传感的全光纤激光器。激光器基于主振荡功率放大(mopa)技术,种子光源为半导体激光器,放大器为掺铒光纤放大器。实现了重复频率和脉冲宽度分别独立可调的激光输出,中心波长为1550nm,光谱的3db带宽小于0.2nm,获得的最高峰值功率为1.1kw,输出的激光脉冲中放大自发辐射(ase)功率分数的最大值低于10%。

本文对光纤激光器的现状、发展和应用进行了综述。光纤激光器从掺杂稀土元素发展到掺杂过渡族金属元素;掺杂方法从单纯化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)发展到气相、液相、溶胶-凝胶(sol-gel)和改进的化学沉积(mcvd)等;光纤结构从单包层、双包层到今天的多芯双包层光子晶体光纤;激光功率已经到几十千瓦,光子晶体光纤激光器的功率也已超过1.5kw。目前,它们广泛应用于造船、航天、机械、电器、汽车、化工等多个领域。新光纤技术的成功,必将推动多种产业的快速发展。

基于分布反馈光纤激光技术的水声传感器以高灵敏度、大动态范围、易于组成阵列、重量轻、体积小等优势引起了广泛关注并在国防领域及其他领域开始获得应用。本文介绍了这种传感器的工作原理,在灵敏度、动态范围、阵列组成等方面的研究进展以及它所获得的应用。

光纤激光器的原理 光纤激光器原理 ? ?　　光纤激光器利用掺杂稀土元素的光纤研制成的光纤放大器给光波技术 领域带来了革命性的变化。由于任何光放大器都可通过恰当的反馈机制形成 激光器，因此光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发。目前开发研制的光 纤激光器主要采用掺稀土元素的光纤作为增益介质。由于光纤激光器中光纤 纤芯很细，在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物 质的激光能级“粒子数反转”。因此，当适当加进正反馈回路（构成谐振腔） 便可形成激光振荡。另外由于光纤基质具有很宽的荧光谱，因此，光纤激光 器一般都可做成可调谐的，非常适合于wdm系统应用。 ? ? ?　　和半导体激光器相比，光纤激光器的优越性主要体现在：光纤激光器 是波导式结构，可容强泵浦，具有高增益、转换效率高、阈值低、输出光束 质量好、线宽窄、结构简单、可靠性高等特性，易于实现和光纤的耦合。 ? ?　

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。

光纤激光器的夏季保养 激光器是将电能转换为光能的装置，内部构成涉及光、机、电、 算等多个学科和领域。光纤激光器相对其它类型激光器，对环境要求 较低，但也必须保证使用环境符合要求，自身的防护措施能切实起到 防护作用。 夏季温度高、空气湿度大，是激光器故障高发的季节。统计显示， 高功率激光器故障，多与用户的操作顺序、设备运行环境相关，为防 止故障发生，减少故障时间及其带来的损失，请注意如下三个方面。 一、保证机箱密封。 光纤激光器的机箱采用了封闭式设计，安装有机箱空调或除湿器， 以保证机箱内的各个元件处于相对稳定安全的温湿度环境下。 如果机箱没有处于密闭状态，则机箱外的高温高湿的空气就能进 入机箱内部，在遇到内部通水冷却的元件时，则在其表面遇冷凝结， 造成可能的损害。 二、进行开机预热。 激光器机箱不可能做到完全密闭，使用结束后断电，机箱空调停 止运转，外部的湿热空气可以逐渐渗

icton2012we.b6.1 978-1-4673-2229-4/12/$31.00?2012ieee1 designofrareearthdopedmulticorefiberlasers andamplifiers michelesurico,annalisaditommaso,pietrobia,lucianomescia,marcodesario, francescoprudenzano dee-dipartimentodielettrotecnicaedelettronica,politecnicodibari,viaorabona,4,70125bari,italy e-mail:prudenzano@poliba.it abstract ahome-madecomputer

阐述了多芯光纤的优点和结构,介绍了多芯光纤激光器达到大的输出功率的机理和同相位模式的选模和耦合原理,最后介绍了近年多芯光纤激光器的研究进展。

光纤激光器通用算法研究及软件实现

以两台808nm半导体激光器ld1和ld2为泵浦源,对光纤激光器双端泵浦进行了研究,获得了6.5w的激光输出。实验分别测出了ld1和ld2半导体激光器单端泵浦和双端泵浦时的输出功率,对双端泵浦输出功率与单端泵浦功率之和进行了比较,利用双端泵浦提高了泵浦效率和输出激光功率。同时测量了输出激光的偏振度,通过计算得到双端泵浦输出激光的偏振度为0.5。

基于角锥互注入锁相相干合成方案,利用光纤bragg光栅(r=85%@1064nm)作为两路光纤激光器的共用腔镜,实现了两路光纤激光器相关联,进一步提高了激光的互注入能量。采用外腔结构,较容易实现了两路光纤激光器的能量互注入锁相。在实验上观察到了远场清晰稳定的干涉条纹(可见度超过0.8),获得了功率合成效率约为80%的线偏振相干激光输出。

利用785nm激光二极管作为泵浦源,对长度为4.5m,纤芯直径为20μm,内包层截面为d形的掺铥双包层光纤进行可调谐实验研究.通过使用闪耀光栅作为选频元件,利用后向littrow结构,获得波长在2μm附近最大105nm范围内的可调谐输出,且在可调谐范围内,各激光光谱线宽均约2.2nm.结果表明,可调谐波长范围除与光纤荧光谱有关外,还与闪耀光栅特性参数直接相关.

**资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.*** **资讯http://www.***.***

因为器件性价比高、可复用、远距离探测,抗电磁辐射等优势,基于内腔光纤激光器的气体光谱检测方法受到了广泛的关注。通过精心设计气室和反射镜,建立了内腔光纤激光器气体检测系统。在锯齿波电压驱动下,f-p可调谐滤波器连续调谐,实现了波长扫描,可获得多条气体吸收谱线,一次扫描相当于多次测量,极大的提高了测量灵敏度。实验结果表明,检测误差可控制在100ppm内,相对误差小于实际气体浓度的3%。

Liekki公司推出掺镱光纤激光器光路模块

研究了一种新型、全光纤、宽带可调谐环形腔掺铒光纤激光器。该激光器利用由单模-多模-单模光纤组成的滤波器实现波长可调谐及激光器的全光纤结构。该滤波器将多模光纤缠绕在偏振控制器上,两端分别与一段单模光纤相连,通过调整偏振控制器的状态,实现了中心波长1542～1560nm的不同激光输出。单波长连续可调谐激光器的波长可调范围为18nm,边模抑制比大于40db,3db线宽为0.096nm;进一步调整偏振控制器的状态和抽运功率,实验同时得到了连续可调谐的双波长、三波长等多波长激光输出。对于可调谐的多波长激光器,通过调整偏振控制器的状态,可实现波长间隔及输出中心波长两者可调。

针对分布反馈式(dfb)光纤激光器用于水声探测时频响曲线起伏较大的问题,设计了一种开孔套管式封装结构。通过对dfb激光器的封装,使其张紧后被聚氨酯固定于开孔套筒的中心轴线上,利用开孔套管的保护作用以及施加于光纤激光器两端的拉力来抑制水声探测过程中频响曲线的起伏。基于有限元软件ansys对封装结构的动态特性进行了数值仿真计算,然后加工制作了开孔套管结构封装的dfb光纤激光水听器原型样品,并利用振动液柱法进行了测试。试验结果显示,dfb光纤激光水听器在20～800hz的声压灵敏度达到-131db左右,灵敏度起伏不高于±1.5db,表明通过该封装结构的保护及聚氨酯的张紧作用,有效抑制了频响曲线的起伏,改善了dfb光纤激光水听器的水声探测性能。

根据光纤激光器的特殊结构,提出了光纤激光器泵浦源的不同种类,并给出了选择泵浦源的标准,以及其对应的效率。

采用四级主振荡功率放大(mopa)结构,研制了高功率全光纤掺镱皮秒光纤激光器。种子源采用基于非线性偏振旋转(npr)效应的被动锁模光纤激光器,中心波长为1062.8nm,重复频率为17.51mhz,谱线宽度为5nm,平均功率为7.14mw。为了抑制功率放大过程中的非线性效应,通过全光纤重复频率扩展器将种子脉冲激光的重复频率提高到281.7mhz。主功率放大级以长度为4.8m的大模场面积掺镱双包层光纤作为增益介质。在抽运功率为60w时,获得的最大平均输出功率为31.2w,光光转换效率为52%。输出激光脉冲的中心波长为1063.7nm,脉冲宽度为10.2ps,重复频率为281.7mhz,谱线宽度为7nm,并对激光脉冲的时域和频域特性进行了分析。

为了获得小体积高功率3~5μm中红外激光输出,通过高重复频率驱动调q技术和种子注入光放大技术,获得高功率高光束质量1.06μm光纤激光输出,外置起偏器获得两束激光输出,利用波片偏振旋光原理,实现两束偏振态一致的激光输出,泵浦非线性晶体ppln进行频率变换,实现高功率3~5μm中红外激光输出。在电源输入电流60a,调q驱动频率50khz的条件下,获得最高功率6.2w的3.8μm中红外激光,1.06μm到3.8μm转化效率为16%。实验结果表明:通过光纤激光器泵浦光参量振荡器,可获得高功率3.8μm中红外激光输出。

报道了一个全光纤主振荡功率放大(mopa)结构的窄线宽掺铥连续光纤激光器,该高功率光纤激光器由窄线宽连续光纤激光种子源和两级包层抽运掺铥光纤放大器组成。激光种子源经过两级双包层掺铥光纤放大器后,最大平均输出功率为120w,功率放大器的斜率效率高达60%,输出激光的中心波长为1986nm,3db光谱带宽为0.48nm,平均输出功率未能进一步提高仅受限于最大抽运功率。此外,利用该两级掺铥光纤放大器,得到了平均输出功率为122w的宽带超荧光光源,放大后的超荧光源的中心波长为1990nm,3db光谱带宽为25nm。