吴健宏 1,2,3杜仕峰 1,2,4,*高昀 1,2,4王海龙 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院理化技术研究所 固体激光重点实验室，北京 100190
2 中国科学院理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
3 中国科学院大学，北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院，山东 济南 250000
报道了一种结构紧凑、高效率、高功率的2 μm棒状Tm∶YAG激光器。通过优化设计三向激光二极管（LD）侧面泵浦激光模块，提高了晶体棒内泵浦光的功率密度。激光谐振腔采用平平腔结构，包含单个激光模块，几何腔长为88 mm，整台激光器结构简单、紧凑且体积小。激光模块通过一个水冷机进行冷却，在冷却温度为12 ℃条件下，获得了最高功率为119 W、波长为2.02 μm的激光输出，光?光转换效率为19.6%，斜率效率达32.7%。该激光器可在最大输出功率下连续稳定运转2 h，功率波动小于1％，晶体端面及光学元件表面不结霜。实验测得x和y方向的光束质量因子分别为21.01和21.68。这种紧凑、可靠、高效的百瓦级2 μm激光器对于医疗和科学研究等应用具有重要意义。
激光器 Tm∶YAG 棒状晶体 LD侧面泵浦 2 μm 结构紧凑 lasers Tm∶YAG rod crystal LD side-pumping 2 μm compact structure 朱晰然 1,2,3张斌 1,2,3,*陈子伦 1,2,3赵得胜 1,2,3[ ... ]侯静 1,2,3
1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
3 国防科技大学 高能激光技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410073
中红外超荧光光源具有光谱范围宽、空间相干性好、时域稳定性高等特点，应用前景广泛，但受限于中红外侧面泵浦合束器，目前普遍利用空间结构泵浦产生。文中根据拉锥光纤侧面耦合的原理，在125 μm包层直径的无源双包层氟化物光纤上实现了中红外光纤侧面泵浦合束器的研制，该合束器泵浦光耦合效率达82.3%，可承受的最大泵浦功率达87.5 W。通过在中红外增益光纤上制得侧面泵浦合束器，实现了全光纤中红外超荧光光源产生，前后向输出的中红外超荧光最高功率和为91.09 mW （后向输出53.67 mW，前向输出37.42 mW），输出光谱范围从2702 nm覆盖至2830 nm。在中红外超荧光总输出功率为33.03 mW时，获得了108 nm的最宽20 dB带宽。文中实现的中红外全光纤超荧光光源克服了以往空间泵浦复杂度高、调节难的问题，对推动中红外超荧光光源的进一步功率放大具有重要意义。
中红外光纤光源 超荧光光源 侧面泵浦合束器 氟化物光纤 mid-infrared fiber source superfluorescent fiber source side-pumping combiner fluoride fiber 红外与激光工程
2023, 52(5): 20230101
1 河北工业大学先进激光技术研究中心， 天津 300401
2 河北省先进激光技术与装备重点实验室， 天津 300401
展示了一种环形腔全固态单纵模被动调Q激光器。采用激光二极管（LD）侧面泵浦的环形腔消除空间烧孔效应，实现谐振腔内纵模数量的稳定；通过标准具控制激光器相邻纵模间的净增益差，实现高单纵模率激光输出。激光器以10 Hz的重复频率运行，脉宽为23.6 ns，单脉冲能量为 6.1 mJ。该激光器在输出能量以及单纵模率方面具有较好的稳定性，其相对标准差为1.56%，当连续记录一万发脉冲时，单纵模率为100%。
激光器 单纵模 环形腔 被动调Q 标准具 侧面泵浦 光学学报
2022, 42(19): 1914003
强激光与粒子束
2022, 34(1): 011005
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, Changsha 410073, China
3 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology, Changsha 410073, China
Side pumping combiners are widely used in fiber laser schemes for their high coupling efficiency, low insertion loss, and multi-point pumping capability. However, side pumping combiners perform differently in coupling efficiency when pumping with a laser diode (LD) and a high-brightness 1018 nm Yb-doped fiber laser (YDFL). In this paper, for the first time, to the best of our knowledge, we investigated the different parameters to fabricate the combiner with high coupling efficiency when pumping with an LD and a YDFL, respectively. After optimization, the maximum coupled pump power from one single-pump port of the combiner was 1200 W and 2730 W when pumping with a LD and a YDFL, respectively.
side pumping fiber laser fiber combiner Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021401
1 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100094
2 中国科学院大学 光电学院, 北京 100049
3 国家半导体泵浦激光工程技术研究中心, 北京 100094
以LD泵浦光在侧泵模块水冷结构中的传输过程为研究内容, 基于模块结构参数、光波传输特性及介质透光特性, 系统分析了泵浦光在各介质表面和内部的偏振态变化、光强衰减过程及变化规律。重点分析了由介质表面菲涅尔效应和内部吸收效应等造成的光强衰减; 计算了泵浦光在水冷结构中单次往返过程的损耗系数和偏振态变化矩阵。分析结果对于优化模块泵浦效率、增强散热效果等有一定借鉴作用。
侧面泵浦 菲涅尔效应 吸收效应 热致双折射效应 损耗 side pumping Fresnel effect absorption effect thermally induced birefringence effect loss
1 国防科技大学前沿交叉学科学院, 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 大功率光纤激光湖南省协同创新中心, 湖南 长沙410073
高功率GTWave光纤激光器是目前光纤激光器研究的一个热点。介绍了GTWave光纤的结构,并回顾了国内外高功率GTWave光纤激光器的研究成果,可以看出,国内外GTWave光纤激光器的发展极其迅猛,其功率扩展能力非常强、结构设计非常灵活,输出功率远高于其他光纤激光器;同时,对比分析了高功率GTWave光纤激光器的特点和优势,并对今后的研究进行了展望。
激光器 光纤激光器 GTWave光纤 光纤放大器 侧面泵浦 掺镱光纤
华中光电技术研究所－武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
高功率高重频脉冲激光在**、工业、医疗和科研等领域具有诸多用途。通过激光二极管侧面泵浦及声光调Q技术, 实现了高功率高重频1 064 nm脉冲激光的输出。对单模块本征+单通放大和单腔双模块进行了对比试验研究, 同时对石英旋光器的热退偏补偿效应进行了试验验证。在腔内加入石英旋光器后, 脉冲激光输出功率由370 W增加到393 W, 远场光束发散角也由13 mrad减小为10.3 mrad。通过双模块本征+单通放大的装置, 在声光调制频率25 kHz的条件下, 获得了最高功率500 W, 脉宽95 ns的脉冲激光输出。该型激光器峰值功率高、光束质量好、结构简单, 可为高功率高重频脉冲激光器的应用研发提供设计参考。
激光二极管侧面泵浦 声光调Q 热退偏补偿 高重频 脉冲激光 LD side-pumping acousto-optic Q-switched thermal depolarization compensation high repetition rate pulsed laser
陆军装备部驻武汉地区第三军事代表室, 湖北 武汉 430312
设计了一种结构紧凑、宽温度范围可靠工作的半导体激光侧面泵浦电光调Q激光器, 并对其进行了实验研究。实验结果表明, 该激光器能在-40～65 ℃环境温度下, 在25 Hz工作频率时输出激光能量108～120 mJ, 激光脉宽9～10 ns, 激光发散角约2.2 mrad, 配备不同倍率的扩束望远镜获得较小的发散角, 可满足多种平台激光照射器、激光测距仪等激光传感器的需要。
折叠谐振腔 侧面泵浦 电光调Q 有效吸收系数 宽温度范围 folded resonator cavity side pumping electro-optic Q-switched effective absorbtion coefficient wide temperature range
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies
,
National University of Defense Technology
,
Changsha 410073
,
China
2 Hunan Provincial Key Laboratory of High Energy Laser Technology
,
National University of Defense Technology
,
Changsha 410073
,
China
3 Hunan Provincial Collaborative Innovation Center of High Power Fiber Laser
,
National University of Defense Technology
,
Changsha 410073
,
China
Compared with end pumping fiber combiner, one of the advantages for side pumping combiner is the unlimited pumping points, which means multi-point or cascaded side pumping can be realized. However, the loss mechanism of the cascaded structure is rarely discussed. In this paper, we present the numerical and experimental investigation about the loss mechanism of a two-stage-cascaded side pumping combiner based on tapered-fused technique. The influence of loss mechanism on the coupling efficiency and thermal load of the fiber coating is analyzed according to simulations and experiments with different tapering ratios for the first stage. Based on the analysis, a cascaded component with total pump coupling efficiency of 96.4% handling a pump power of 1088 W is achieved by employing 1018 nm fiber laser as the pump source. Future work to further improve the performance of a cascaded side pumping combiner is discussed and prospected.
fiber combiner fiber laser side pumping High Power Laser Science and Engineering
2018, 6(4): 04000e56
