解析高功率光纤激光器的设计关键

2012-11-14 00:26

　　我们测量了这两种光纤不同纤芯直径的弯曲损失。我们都观察到纤芯直径在30厘米和50厘米之间的第三能带隙中心(~1.05μm)有非常小的弯曲损失。当发射光束穿过光纤的正面时，通过监控近场输出模场，我们能够定性地测试纤芯直径为30厘米的光纤1输出为2m(参见图2)。在这个过程中没有观察到高阶模场，而是于相当稳定的单模运行。

图2 当发射光束慢慢穿过光纤的中心，我们制造的纤芯直径为30厘米的光纤1

近场模场输出2m(顺序从左到右)。

　　使用S2设置，即外部共振腔二极管激光器(可快速从1020纳米调整到1085纳米)、一个示波仪和一个CCD相机，分析更多的量化模场。输入和输出偏振器被使用使其对齐到光纤双折射轴。由于制造过程中的轻微不对称，导致光纤中存在微弱的双折射。用S2设置测量了6米的光纤2，纤芯在不同直径，由于纤芯直径是多样的，努力确保启动条件没有改变。测量模式图片和内容如图3。观察到的(高阶)LP11和LP02模式内容都低于?30分贝，纤芯直径小于50厘米。我们还在非偏振光纤上测量到了14dB的偏振消光比。

图3 (a)解决了纤芯直径为30厘米的光纤2的高阶模式LP01、LP11和LP02和

(b)测量了在不同纤芯直径下的LP11和LP02模式分布。

　　总之，我们已经成功地设计和制造出一种光纤，能够保持单模输出光束质量，尽管增加了模场面积：研发的关键就是将强烈的光线聚焦到远处的物体。我们正在研究如何使用这些设计，制造全固态掺镱光子带隙光纤，能够进一步扩展模场面积。最近发现，当结合热效果，甚至高阶模式中非常低的功率可以启动不稳定的模场。光纤具有较强的高阶模式抑制，是进一步扩展单模光纤激光功率超出千瓦水平的关键。

Emily 译 Alex校对

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