1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 湖南省大功率光纤激光协同创新中心, 湖南 长沙 410073
3 湖南省高能激光技术重点实验室, 湖南 长沙 410073
报道了基于空芯光纤的1.5 μm光纤气体拉曼激光放大器。实验以一个1.5 μm波段的可调谐分布式反馈激光器为种子源, 输出的连续波种子激光与1064 nm微芯片激光器的输出脉冲抽运激光通过双色镜一起耦合进充乙烷气体的空芯光纤中, 通过乙烷分子的受激拉曼散射实现了高效率的1553 nm拉曼激光输出。种子光的注入极大地降低了受激拉曼散射阈值, 从而将拉曼光-光转换效率提高到47.5%。该研究为实现高效率的光纤气体拉曼激光输出提供了一条有效的技术途径。
激光器 空芯光纤 激光放大器 气体激光器 受激拉曼散射
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
首先介绍了光纤激光中传统的热致动态模式不稳定的研究现状，然后重点介绍了2016年以来理论预测的准静态模式不稳定；接着，对非热致模式不稳定的研究现状进行介绍，包括电致伸缩模式不稳定和非线性效应与模式不稳定之间的关系。最后，对模式不稳定对高功率光纤放大器的功率限制进行了总结和分析。
激光光学 模式不稳定 热效应 电致伸缩 非线性效应
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院， 湖南 长沙 410073
2 高能激光技术湖南省重点实验室， 湖南 长沙 410073
3 大功率光纤激光协同创新中心， 湖南 长沙 410073
在多模光纤模式色散求解、光纤耦合模理论分析以及锥形光纤的模式演化等过程中，都涉及到多模阶跃光纤纤芯传导模式的特征方程的求解，计算量很大，从而直接影响整体的计算效率。分析了牛顿迭代法及其收敛速度的优势。求解弱导近似下的标量模式特征方程时，利用第一类贝塞尔函数的零点确定其解区间，再结合牛顿迭代法在区间内快速求解特征方程。将此求解过程引入矢量模式特征方程求解中，并结合上下边界截弦的方式快速判断特征方程尾根与首根的存在性问题。将此方法的计算结果与OptiFiber软件的计算结果作对比，画出光纤的模式色散曲线，验证了该快速求解方法的正确性。
光纤光学 特征方程 纤芯传导模式 牛顿迭代法 数值逼近 中国激光
2016, 43(10): 1006002
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
报道了基于空芯光纤中气体受激拉曼散射效应的1.5 μm波段光纤激光实验。利用高峰值功率、窄线宽、亚纳秒量级的1064 nm微芯激光抽运一段充高压乙烷气体的空芯光纤。通过乙烷气体分子的受激拉曼散射，获得了1553 nm的激光输出，峰值功率达到16.6 kW，线宽小于0.2 nm，脉宽约为435 ps。该功率水平是目前在掺铒光纤中获得的最高峰值功率的4倍以上。该研究为同时实现高峰值功率和窄线宽的1.5 μm波段光纤激光提供了一条新的技术途径。
光纤光学 空芯光纤 光纤激光器 气体激光器 受激拉曼散射
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
锥形光纤是指在普通的柱形光纤上采用熔融拉锥、机械抛磨、化学腐蚀等手段形成的纤芯半径随长度变化的一种光纤，纤芯半径变化的部分被称为锥区。一段双包层光纤整段都为锥区时被称之为长拉锥双包层光纤(T-DCF，简称锥形光纤)。总结了锥形光纤的发展，简述了锥形光纤在光纤激光领域的应用优势以及基本理论，并对长拉锥双包层光纤在光纤激光应用的发展趋势做了探讨。
激光光学 双包层光纤 拉锥光纤 非线性效应 低亮度抽运 激光与光电子学进展
2015, 52(12): 120001
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
建立了半导体泵浦亚稳态惰性气体激光器(DPRGL)速率方程模型,以Ar为例,仿真分析泵浦强度、亚稳态原子数密度以及增益介质长度对DPRGL工作性能的影响.结果表明：高泵浦强度(约kW/cm2)条件下DPRGL理论上具有大于55%的光-光效率;亚稳态原子数密度和增益介质长度对激光器性能影响具有等价性;实际中需综合优化泵浦强度、亚稳态原子数密度、增益介质长度等激光器参量以实现激光器最大的光光转换效率.
速率方程 气体激光器 亚稳态原子 惰性气体 rate equation gas laser metastable atom rare gas 强激光与粒子束
2015, 27(6): 061017
国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
光抽运中红外气体激光器可以实现高光束质量、高能中红外激光输出，具有高量子效率、气体介质易于流动散热、可定标放大以及结构紧凑等特点，表现出巨大的发展潜力。概述了光抽运中红外气体激光器基本原理，回顾了其发展历史，分析总结了其发展的重点、难点所在，并预测了未来的发展趋势。
激光器 光抽运中红外气体激光器 气体 光纤激光器 激光与光电子学进展
2015, 52(1): 010005
国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
半导体抽运亚稳态惰性气体激光器(DPRGLs)作为一种新型光抽运气体激光器，其工作原理与半导体抽运碱金属蒸气激光器(DPAL)相似，有望在继承DPAL 诸多优势的同时克服其化学反应的隐患，具有潜在的高功率定标放大能力。综述了亚稳态惰性气体激光器的基本原理和研究进展，分析了关键技术点和功率定标放大潜力，对其未来发展和应用前景进行了预测。
激光器 碱金属激光器 半导体抽运 亚稳态原子 惰性气体 激光与光电子学进展
2015, 52(1): 010001
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 中国人民解放军63892部队, 河南 洛阳 471003
皮秒脉冲在超连续谱光源中具有重要应用，基于线形腔搭建了半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模皮秒脉冲掺镱光纤激光器，详细分析对比了激光器中所用光纤光栅的反射率、反射带宽以及SESAM的宏观特性参数对锁模激光器输出脉冲特性的影响。实验结果表明: 选择10%反射率和0.3 nm反射带宽的光纤光栅比较有利于激光器的稳定锁模；光纤激光器对SESAM参数的适用范围比较大，SESAM的非饱和损耗对激光器输出平均功率影响较大，SESAM的非饱和损耗越小，激光器输出脉冲的平均功率越高。
激光器 光纤激光器 被动锁模 半导体可饱和吸收镜 光纤光栅
1 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
2 中国人民解放军 63880部队, 河南 洛阳 471003
提出了基于全光纤光反馈环形腔结构的多路光纤激光相干合成方案，实现了多路激光的被动相干合成。全光纤结构避免了传统孔径拼接输出结构的旁斑能量耗散问题，保证了合成光束的光束质量。开展了实验研究，实现了4路光纤激光的相干锁相输出，获得时域、空域特性均十分稳定的合成光束，合成效率为96.1%，取得较好的合成效果。
光纤激光 相干合成 被动锁相 光反馈环形腔 全光纤结构 fiber laser coherent beam combination passive phase locking optical feed-back ring cavity all-fiber configuration 强激光与粒子束
2014, 26(1): 011002
