1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光及应用技术重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
基于连续波速率方程，建立了1018 nm单纤振荡器理论模型，优化了激光器增益光纤长度、输出腔镜低反光栅反射率和带宽以及激光器的结构。采用正向泵浦结构，使用波长锁定的半导体泵浦源和2.7 m长的30 μm/ 250 μm掺Yb3＋双包层光纤，实现了520 W的最高功率输出，光光效率为80.2%，光束质量因子(M2)为1.85。此外，在447 W处具有最高光光效率84.2%。同时，利用激光器主结构温度控制技术，使激光器稳定工作在21 ℃。最终实现了激光器连续工作1 h功率不稳定度为0.7%的目标，实现了高效率、高稳定性1018 nm激光的单纤振荡输出。
激光器 光纤激光器 高效率 功率稳定性 中国激光
2022, 49(17): 1701002
光纤分束器因其多种优点大量应用于光纤通信、激光探测、光电传输等系统, 随着光学系统性能的提升, 对光纤分束器对光学系统性能影响提出更高要求。文中研究分析不同输入波长对1×2光纤分束器输出分光比的影响, 同时通过光学系统输出消光比和1 h输出光功率稳定性测试, 对比分析普通、保偏和单偏三种1×2光纤分束器对光学系统性能的影响, 验证分析结果对光纤分束器应用于高性能光学工程系统起指导作用。
光纤分束器 输出光分比 消光比 功率稳定性 fiber coupler output splitting ratio extinction ratio power stability
红外与激光工程
2020, 49(12): 20201060
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院, 北京 100049
对974 nm双光纤光栅激光器的温度特性进行理论分析与实验研究,理论模拟了双光纤光栅的栅距对反射率的影响。先在室温(25 ℃)下测试器件的光谱,与未加双光纤光栅器件的光谱相比,双光纤光栅激光器的光谱中的次峰得到明显抑制,测试得到峰值波长(974.07 nm)锁定在光栅的中心波长974 nm附近。对器件的功率电流电压特性进行测试,当工作电流达到400 mA时,尾纤输出功率大于253 mW。再分别测试器件在全温范围下的波长变化率和功率变化率,得到波长变化率小于8.2×10 -3 nm/℃。最后测试器件的微分结构函数曲线并分析热阻分布,通过优化热沉的烧结工艺使器件功率变化率小于1.06%。
激光器 半导体激光器 双光纤光栅 波长稳定性 功率稳定性
1 无锡科技职业学院,物联网与软件工程系, 江苏 无锡 214068
2 东南大学光传感通信综合网络国家地方联合工程研究中心, 江苏 南京 210096
面向微型光纤陀螺(FOG)应用需求,提出并优化设计了一种微型掺铒超荧光光源。该超荧光光源结构尺寸 为 Φ 50 mm × 15 mm, 通过采取优化的光路设计、光谱平坦滤波技术、 抽运激光器及光源精密温度控制技术等,得到高稳定性的超荧光光源,其输出功率大于13 dBm, 光谱带宽大于35 nm, 功率变化小于1%, 中心波长变化率小于 5×10－6 。采用实验方式对超荧光光源光谱的温度和时间稳定性、 输出功率的温度和时间稳定性进行了细致的测试。实验结果表明微型超荧光光源光谱和输出功率都能够承受严苛的温度冲击实验,满足指标要求。
激光技术 光纤陀螺 掺铒光纤超荧光光源 光谱稳定性 功率稳定性 laser techniques fiber optic gyroscope erbium-doped fiber super-fluorescence light source spectrum stability power stability
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
为满足长波红外探测器绝对光谱响应度参数的高准确度测量要求, 提高长波红外激光的功率稳定性, 优化激光光束质量, 研制了一套长波红外激光源。针对CdTe晶体的电光效应设计了一套提高长波红外激光功率稳定性的实验系统。利用激光光束传输原理设计了长波红外波段空间滤波器, 并分析了其各项参数的计算方法。实验结果表明: 长波红外激光的光功率不稳定度提升至0.1%以上, 长波红外激光的光束质量也得到显著提升, 满足了长波红外探测器绝对光谱响应度高准确度测量对光源的性能要求。
长波红外 绝对光谱响应度 功率稳定性 光束质量 低温辐射计 long-wave infrared absolute spectral responsivity power stability beam quality cryogenic radiometer 红外与激光工程
2017, 46(12): 1205002
1 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
2 电子测试技术国防科技重点实验室, 山东 青岛 266555
为了实现中红外探测器绝对光谱响应度高准确度的测量, 从理论和实验上研究了中红外波段激光的功率稳定性的提高和光束质量的优化方法。采用声光调制和反馈控制的方法, 把中红外激光的功率稳定性提高到0.1%以内; 根据高斯光束传输理论计算了所需空间滤波器的各项参数, 设计了中红外空间滤波器, 搭建了相应的实验装置, 显著提高了中红外激光光束质量。为中红外绝对光谱响应度的高准确度测量提供了一个可靠的中红外波段激光光源。
中红外 绝对光谱响应度 光束质量 功率稳定性 mid-infrared absolute spectral responsivity beam quality power stability 红外与激光工程
2016, 45(7): 0705005
采用内包层直径为125 μm 的双包层掺镱光纤，搭建了谐振腔结构全光纤激光器系统，获得了1018 nm 的高功率激光输出。通过优化光纤长度和控制抽运源波长，单模激光输出功率为254 W，光光转换效率达到81%，光谱中无自发辐射光和剩余抽运光，信噪比大于35 dB。由于抽运半导体激光器的输出波长随着输出功率变化，光纤激光器的转换效率也将改变，为了提高转换效率，抽运半导体激光器的输出波长需要精确控制；光纤激光器长期稳定性测试结果表明，4 h 连续工作的不稳定度小于0.5%。本光纤激光器系统是同带抽运高功率光纤激光器的理想抽运源。
激光器 光纤激光器 转换效率 功率稳定性
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院，陕西 西安 710071
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东 青岛 266555
针对中波红外激光器输出功率波动较大，采用声光反馈调节的方法，研发出一套声光反馈调节中波红外激光器腔体外功率的稳定控制系统，系统主要由声光调制器、探测器、微电流放大器、反馈控制电路等组成。经实验验证，该系统有效地抑制了激光器输出功率的波动，波动可控制在±0.08%范围之内，达到了低温绝对辐射计对输入激光稳定性的要求。同时该系统具有软件调节输出功率的功能，能够便捷、低成本地实现激光器多种不同功率的连续可调性输出，通过增量式PID算法使得系统在2s内便可完成不同功率之间的调节，亦解决了以往一台激光器只有唯一的输出功率的局限问题，满足用户的多种使用需求，具有实用性、创新性。
功率稳定性 中红外激光 声光调制 反馈控制 power stabilization mid-infrared laser acousto-optic modulator feedback control
