光子学报
2022, 51(11): 1114001
1 无锡科技职业学院 电子工程学院, 江苏 无锡 214028
2 华侨大学 信息科学与工程学院, 福建 厦门 361021
采用二色镜和可变透过率腔镜作为谐振腔, 实现了790 nm半导体激光器端面泵浦下的双包层掺铥光纤激光器的连续和调Q运转。连续激光运转实验结果表明, 在光纤长度和泵浦功率固定时, 增益光纤存在激光输出功率最大情况下的最佳输出透过率, 在70%最佳透过率时, 得到激光中心波长1 930 nm、输出功率5.9 W, 斜率效率为46%。采用石墨烯分散液作为可饱和吸收体, 插入增益光纤与输出镜之间, 实现了掺铥光纤激光器的稳定被动调Q运转。当泵浦功率为3.4 W时, 获得最大平均输出功率为39 mW, 对应的脉冲宽度为0.9 μs, 脉冲重复频率为67 kHz, 单脉冲能量为210 nJ; 平均输出功率、脉冲宽度与泵浦功率近似呈线性关系。
石墨烯 掺铥光纤 可饱和吸收体 被动调Q graphene Tm3+-doped fiber saturable absorber passively Q-switched
利用非线性光环形镜(NOLM)的可饱和吸收特性实现了可自启动的2 μm全光纤高能量被动锁模掺铥光纤激光器。当泵浦功率大于3 W时,激光器工作在连续或不稳定脉冲运转状态；泵浦功率达到4.69 W后,输出为自启动锁模脉冲,重复频率4.26 MHz,中心波长2 061.5 nm,光谱半极大宽度18.1 nm,平均输出功率8.8 mW；继续增加泵浦功率到最大值7.56 W,可以得到中心波长2 062.2 nm、光谱半极大宽度17.1 nm、斜率效率为6.2%、脉冲宽度和能量分别为424 fs和65.6 nJ的稳定锁模脉冲。这是目前已报道的在未经放大情况下脉冲能量最高的2 μm锁模脉冲光纤激光器。
掺铥光纤激光器 锁模 非线性光环形镜 高功率 Tm3+-doped fiber laser mode-locking nonlinear loop mirror high power 强激光与粒子束
2014, 26(10): 101013
为了实现2μm激光高效输出, 采用793nm激光二极管端面抽运掺Tm3+光纤激光器的方法设计了抽运光耦合系统, 分析了掺Tm3+光纤激光器的交叉弛豫效应及热效应, 并进行了相关的实验研究。结果表明, 获得耦合系统的耦合效率为84%; 当入纤抽运光功率为70W时, 获得34W激光输出, 斜率效率为59%, 中心波长为2001.2nm, 光束质量M2≤1.2。该研究结果对掺Tm3+光纤激光器的设计具有指导意义。
激光器 掺Tm3+光纤激光器 半导体激光器 透镜组耦合系统 热效应 lasers Tm3+-doped fiber laser laser diode double lens coupling system thermal effect
随着泵浦源功率的提高和双包层抽运技术的发展, 掺Tm3+光纤激光器的输出功率已达到kW量级, 热效应逐渐成为限制掺Tm3+光纤激光器输出功率和光束质量提高的关键因素。主要分析了掺Tm3+光纤激光器的热效应以及一些常用的应对措施。
掺Tm3+光纤激光器 热效应 温度分布 换热系数 Tm3+-doped fiber lasers thermal effect temperature distribution heat transfer coefficient
