生物医疗2μm光纤激光器——长进激光推出高性能掺铥光纤

2022-03-07 09:38

530 W双向泵浦全光纤结构掺铥放大器

2020年，与华中科技大学合作，利用长进激光提供大模场掺铥光纤，成功搭建一级MOPA放大结构的掺铥光纤连续激光器，种子源经过放大后在中心波长1980.89 nm处实现最高输出功率530 W^［11］，对应的斜率效率为50％。530 W全光纤结构MOPA系统的具体实验装置如图3所示，包括种子源和放大级两部分。种子源同样采用全光纤结构振荡器，放大级采用双向抽运方案，为保证泵浦光被充分吸收，提供足够增益，放大级中同样采用8 m上述25／400双包层掺铥光纤作为增益介质，两个合束器的合束端尾纤的尺寸及NA皆与有源光纤匹配。

图 3 530W双端泵浦掺铥全光纤MOPA系统结构图

如下所示，图4（a）所示是掺铥光纤放大器输出功率及端口1处测得的回光功率随泵浦功率的变化关系图，输出激光功率呈线性增加，整个过程没有观察到功率下降现象，泵浦功率为979 W时，掺铥光纤放大器输出功率达到530 W，对应的斜率效率为50％，。在输出功率为500 W时测得的光谱图4（b）所示，输出激光信噪比为27 dB。扫描了1950～2000 nm范围内的激光光谱，没有观察到明显的自发辐射和非线性效应，如4（b）内嵌图所示，说明输出激光功率仅受限于泵浦功率。该结果为目前国内2 μm波段光纤激光器实现的最高输出功率，同时也验证了国产掺铥石英光纤在高功率系统中的可靠性。

图 4（a）放大级输出功率及后向回光随泵浦功率的变化；（b）输出功率为500 W时对应的光谱

随着生物医疗掺铥光纤激光器使用的普及，高性能掺铥光纤的需求会越来越大，长进激光［12］也必定会顺应市场，对掺铥光纤研发和生产进行持续投入，为国内生物医疗掺铥光纤激光器行业的发展提供有利的技术支撑。

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