瓦級全光纖納秒脈沖光纖放大器研究.pdf

1、高功率全光纖脈沖放大器以其低閾值、高效率、高光束質量、可靠性好、結構緊湊和散熱性能好等諸多優(yōu)點，在光通信、軍事、醫(yī)療、激光加工等領域具有廣泛的應用潛力，成為近年來的研究熱點并備受關注。本論文在國家科技部973計劃“基于微結構光纖的光電子功能器件的創(chuàng)新與基礎研究”(項目編號：2003CB314906)和固體激光技術國家重點實驗室基金“短脈沖雙包層光纖相干激光光源的研究”(項目編號：51438020205JW1502)等項目支持下，對瓦級全

2、光纖包層泵浦納秒脈沖摻鐿放大激光系統(tǒng)進行了實驗研究。主要研究工作包括：
　　 1、毫瓦級功率水平的納秒脈沖種子源主振蕩器研制。通過對平均功率0.5mW、脈寬20ns以及重復頻率50kHz的脈沖信號進行兩級單模摻鐿光纖放大，最終得到平均功率為26.1mW，信噪比為25dB的脈沖輸出，為實現瓦級全光纖納秒脈沖光纖激光放大系統(tǒng)，提供了性能優(yōu)良的種子源。
　　 2、利用國產摻鐿雙包層光纖，將光纖側面耦合器和主振蕩功率放大技術相結

3、合，研究了側面分布式泵浦、兩級全光纖連接的摻鐿雙包層脈沖光纖放大器，實現了平均輸出功率2.12W、脈沖寬度20ns、重復頻率50kHz的全光纖雙包層脈沖光纖激光放大系統(tǒng)。實驗中側面泵浦耦合器成功的隔離了回波脈沖對泵浦光源的影響，解決了泵浦光源的損壞問題。
　　 3、采用合束器耦合泵浦方式，使用低摻雜濃度的國產D型內包層的摻鐿雙包層光纖，通過級聯(lián)兩級包層泵浦光纖放大器，實現了平均功率2.75W、峰值功率2.75kW的全光纖納秒脈沖

4、輸出，由于采用了低摻雜濃度的增益光纖，放大過程中激光脈沖形狀得到有效保持，解決了脈沖放大中脈沖畸變的問題。
　　 4、在對高功率摻鐿雙包層光纖納秒脈沖放大器進行系統(tǒng)實驗研究的基礎上，對放大過程中產生的次脈沖現象進行了深入研究，發(fā)現全光纖結構的高功率脈沖放大器的光纖熔接質量對次脈沖的產生有很大影響，可以通過優(yōu)化熔接參數和選擇適當的多級泵浦方式及泵浦功率得到穩(wěn)定的高功率脈沖輸出。結合雙包層摻鐿光纖(YDCF)和主振蕩功率放大(MOP