红外与激光工程
2022, 51(6): 20220127
1 国防科技大学光电科学与工程学院定向能技术研究所, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
从含有受激布里渊散射(SBS)的速率方程组出发,研究单频光纤放大器中,光纤内的温度分布对SBS的影响。计算表明,增大光纤内的温度梯度,可使得SBS的增益谱变宽,增益系数降低,进而抑制SBS;冷却信号光输出端附近的光纤,以增大光纤内的温度梯度,能有效抑制SBS;采用冷却光纤的方法来抑制SBS时,冷却光纤的位置和长度均存在最佳值,最佳值与抽运功率、温度梯度以及放大器中光纤总长度有关;采取最佳的冷却措施,能将抽运功率的阈值和放大器的输出功率提高2倍以上。
光纤光学 单频光纤放大器 受激布里渊散射 抑制 温度分布
Author Affiliations
Abstract
Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800
A narrow-linewidth master-oscillator fiber power amplifier system was presented, in which an ultrastable, continuous-wave, single-frequency laser was adopted as the master oscillator and a China-made Yb-doped large-mode-area fiber was used as the power amplifier medium. The system generates single-frequency radiation up to 7.3 W at 1064-nm wavelength with 39% slope efficiency and 26% optical-optical power conversion efficiency. The spectral characteristics as well as the suppression of amplified spontaneous emission were discussed in detail.
单频光纤放大器 国产掺Yb双包层光纤 主振荡放大(MOPA) 060.2320 Fiber optics amplifiers and oscillators 140.3280 Laser amplifiers Chinese Optics Letters
2007, 5(6): 322
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
高功率双包层光纤放大器在光纤传感、光纤通讯、光谱测量和惯性约束聚变等领域有广泛应用。介绍了两种获得放大激光输出的高功率双包层光纤放大器:单频双包层光纤放大器和脉冲双包层光纤放大器。分析了它们的工作原理及关键技术,并对国内外近期进展作了综述。
脉冲光纤放大器 单频光纤放大器 双包层光纤 主振荡放大(MOPA)
对单频大功率光纤放大器中的受激布里渊散射(SBS)抑制问题进行了分析和模拟。建立了双包层光纤放大器的含有受激布里渊散射效应的传输方程组,并考虑了温度差对受激布里渊增益系数的影响。通过数值求解方程组研究了前向、后向和双向抽运方式下,抽运功率、对流系数、光纤长度和斯托克斯频率偏移对受激布里渊散射增益的影响。在抽运功率、对流系数和光纤长度均相同的条件下,后向抽运方式的受激布里渊增益最小; 对流系数或光纤长度的减少会降低受激布里渊增益。计算了总抽运功率为1 kW,三段抽运方式下的受激布里渊增益,其结果远远大于增益阈值。因此,设计单频大功率光纤放大器宜采用后向抽运方式,尽量减小光纤外表面空气的对流速度以增加温度差,同时应该尽量缩短光纤长度。
非线性光学 单频光纤放大器 受激布里渊散射 温度效应 分布抽运