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高功率光纤激光关键技术与系统

付圣贵  
【摘要】: 双包层光纤激光器兼具了传统固体激光器和光纤激光器的优点,具有重要的研究价值和极大的应用潜力。本文从理论和实验上对双包层光纤激光器的一些关键技术环节进行了深入的研究,得到了一系列的研究成果。主要内容为: 1.从稳态速率方程,推导得出了双包层光纤激光器的输出特性与激光器各参数的关系解析表达式,对掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的输出特性进行了数值模拟。 2.实验获得了最高输出功率为38W的掺Yb双包层光纤激光器。利用GaAs晶体的可饱和吸收作用,实现了掺Yb双包层光纤激光器和光子晶体光纤激光器的调Q输出。其中掺Yb双包层光纤激光器的输出脉冲宽度为580 ns,平均输出功率高于7W。 3.研究了大尺寸光纤光栅的制备技术,利用相位掩模法在大模场面积的掺Yb~(3+)双包层光纤中直接写制出了低反射率光纤Bragg光栅。利用扫描写入法在光敏大尺寸光纤上成功写制了高反射率的Bragg光栅,能够满足全光纤系统的需要。 4.在多模双包层光纤上写制了多模光栅,利用写制的光栅的反射峰对偏振的依赖性实现了高功率多波长可转换双包层光纤激光器。输出波长可以在单波长、双波长和三波长直接转换,最高输出功率超过6W。 5.在写制成功了8°倾斜光纤光栅的基础上,利用多段拼接技术,成功写制了45°倾斜光纤光栅。利用45°倾斜光纤光栅的偏振依赖特性,首次研制了基于45°倾斜光纤光栅的偏振输出的光纤激光器,输出激光的两个偏振方向上的偏振消光度达到30 dB。


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