高功率光纤激光器的主要挑战

时间:2020-06-15 14:41来源:新浪网作者:wuping 点击:
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摘要:消除非线性效应。对于连续光来说,非线性效应主要是受激拉曼效应(SRS)和受激布里渊效应(SBS)。目前减轻这两种效应的主要方式是大模场面积光纤与短的光纤。 减弱SBS与SRS的方法:    尽可能增加光纤的线宽 减少增益光纤长度 增加增益光纤芯径 光纤末端加端帽 较少热负载    大模场面积、双包层光纤可以接近变换极限脉冲。 纤芯材料和端面损伤会导致效率降低。 需

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  1. 消除非线性效应。对于连续光来说,非线性效应主要是受激拉曼效应(SRS)和受激布里渊效应(SBS)。目前减轻这两种效应的主要方式是大模场面积光纤与短的光纤。

减弱SBS与SRS的方法:

  

  • 尽可能增加光纤的线宽

  • 减少增益光纤长度

  • 增加增益光纤芯径

  • 光纤末端加端帽

  • 较少热负载

 

  

  1. 大模场面积、双包层光纤可以接近变换极限脉冲。

  2. 纤芯材料和端面损伤会导致效率降低。

  3. 需要开发具有高损坏阈值,高泵浦/信号功率耦合效率和低热负载的大功率,高亮度二极管激光泵浦和泵浦耦合系统。

  4. 热对光纤系统有很大的影响,尤其要避免热损伤。一般会需要使用LMA光纤,不过此时需要缠绕减少高阶模式,折射率也受温度的影响。

  5. 光暗化问题。

  6. 系统的鲁棒性以及可商用性。

  7. 保偏问题,控制相位与相干合成问题。

 

  随着高功率光纤激光器的发展,以下的非线性效应就要值得考虑:SRS,SBS,FWM(四波混频),SPM(自相位调制),XPM(交叉相位调制)和自聚焦。

  

高功率光纤激光器的增益光纤泵浦技术

 

  泵浦一般有两种方式:纤芯泵浦和包层泵浦。两者都有优点和缺点,我们需要按照实际应用来看。

  

纤芯泵浦

 

  高功率光纤激光器的主要挑战

  如图1.1所示,这是一种单包层的保偏增益光纤,一般适用于纤芯泵浦。主要优势是可以获得较高的纤芯吸收效率(就可以用很短的增益光纤来吸收较强的泵浦),但是较高的芯泵浦会导致纤芯暗化。

  

包层泵浦

 

  高功率光纤激光器的主要挑战

这种泵浦方式应用于双包层光纤与三包层光纤。一般用低折射率聚合物作为第二层或者第三层包层(如图1.2所示)。主要优势是可以耦合高功率低亮度的泵浦,同时保持基模。不过明显的缺点就是吸收率下降,需要较长的光纤才可以吸收完泵浦能量。

  名词解释:高亮度激光二极管:是针对特别高的辐射(亮度)进行优化的激光二极管。亮度:是每单位面积和立体角的光通量,单位是每平方米的坎德拉(cd / m)。 这是光度学的一种量,其中考虑了人眼的光谱响应。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:wuping )
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