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纳秒量级脉冲光纤激光器研究进展分析

2012-12-29 00:36
月城清浅
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  调Q 光纤激光器的抽运源一般采用激光二极管(LD)。对于工作介质,光纤激光器与传统全固态激光器的根本区别在于前者是利用具有独特波导特性的光纤作为增益介质,这就直接决定了光纤激光器在热管理、模式和效率上的优势。所以,光纤激光器的发展离不开光纤本身的发展,由最初的普通光纤到双包层光纤,再经由大模场面积双包层光纤到光子晶体光纤,乃至推动脉冲光纤激光器的发展。而就现在调Q 光纤激光器在突破单脉冲能量达到毫焦量级上的报道来看,增益介质多采用掺镱大模场面积双包层光纤(YDDCF)和光子晶体光纤。声光调Q 的优势是可人为控制脉冲的重复频率从而获得较为稳定的脉冲序列,调Q 脉冲宽度下限约为L/c数量级(L 为腔长,c为光速),一般就是纳秒量级。

  考虑到稳定性和系统集成问题,调Q 光纤激光器的发展趋于全光纤化,这得益于各种尾纤输出器件的出现。区别于以上装置,全光纤调Q 光纤激光器中抽运耦合是将LD尾纤与增益光纤直接熔接起来,还有的是利用波分复用(WDM)耦合器;谐振腔则是由一对具有等同功能的光纤布拉格光栅(FBG)构成,有尾纤熔接和直接在光纤上写入两种方式,AOM 也是通过尾纤熔接;为防止背向散射激光和剩余抽运光反向传输而损坏抽运源,常常还加入隔离器进行单向隔离。这种装置整体结构更为紧凑,稳定性较好。其典型装置如图2所示。

  2.2 MOPA结构装置

  目前获取高光束质量、高单能量的脉冲激光输出普遍是采用MOPA结构,该结构由种子源和功率放大两部分组成。其中,种子源可以是调Q 固体激光器、脉冲调制的半导体激光器、调Q 光纤激光器等,基本装置如图3所示。

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