???¨????
订阅
纠错
加入自媒体

光纤激光器输出高平均功率的超短脉冲

2008-08-05 17:15
Radow
关注

 

    作者:Uwe Brinkmann


    掺杂稀土离子作为增益介质的光纤使具有衍射极限光束特性的高效二极管泵浦光纤激光器成为可能,而且还具备实现高功率输出的巨大潜力。细长的增益介质能有效地散热,但由于光纤芯层承载大部分光能量,光强已达到激发非线性响应的数量级,甚至会造成光纤损伤。由于超短脉冲的瞬时峰值功率很高,这一问题尤其显著。


一个巧妙的解决方法是通过适当的光纤结构增大传输基模的有效面积,这样光功率可分散到更大的横截面内,而不会激发多余的横模。自1990年代末以来,利用先进的光子晶体技术已可方便地设计出大模场(LMA)光纤。


    平均功率达50W的飞秒脉冲


    德国耶拿市Friedrich-Schiller大学的研究人员在2003年利用二极管泵浦LMA光纤实现了高功率连续激光输出,其功率在100W左右,斜率效率达78%,所用光纤由掺镱(Yb)纤芯、内有空气孔周期排列的石英内包层、空气内包层和外包层组成。1如今,该小组在Andreas Tunnermann的带领下,采用LMA技术与非线性脉冲压缩结合的方法,已将同一类型的LMA光子晶体光纤推广,用于产生中心波长为1038nm、重复频率为73MHz的50fs光脉冲。2压缩后的脉冲具有约1mJ的能量,其峰值功率约10MW,平均功率超过50W。


    实验装置包含一套被动锁模二极管泵浦掺镱钨酸钾钆振荡激光器系统,其输出脉冲通过一个光栅脉冲展宽器,然后被两段基模场直径为35mm、二极管泵浦的掺镱LMA光纤放大。大横截面维持足够低的光功率密度,使该系统能承受适度的脉冲展宽,从而使装置结构相当紧凑。随后,光脉冲通过由两个高效率、抗损伤硅光栅组成的脉冲压缩器,产生平均功率达65W的300fs光脉冲。至此,中心波长约1038nm的5nm初始谱宽保持不变。


    为实现最后的脉冲压缩,光脉冲被输入到3.5m长的LMA光纤中利用自相位调制(SPM)进一步展宽。光纤长度经过优化使得SPM与群速度色散(GVD)相互作用,在脉冲传输过程中产生近似线性的频率啁啾。通过利用一对具有反常群速度色散的啁啾镜实现脉冲的最终压缩。根据由二次谐波效应获得的脉冲自相关曲线可推算出光脉冲持续时间的半高全宽为50fs(见图)。

 

    参考文献
1. F. Röser et al., Optics Lett. 30(20), 2754 (2005).
2. F. Röser et al., Photonics West 2006, Fiber ­Lasers III, Session 10,

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

??????°?±? 44030502002758??