鐿摻雜鎖模光纖激光器及其功率放大研究.pdf

1、近年來(lái)，高功率的短脈沖光纖激光器已經(jīng)在科學(xué)研究、工業(yè)加工、生物醫(yī)學(xué)方面引起了越來(lái)越多的關(guān)注。這種光纖激光器因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉和易于使用等優(yōu)勢(shì)而更具應(yīng)用價(jià)值。本論文致力于鐿摻雜鎖模脈沖光纖激光器及其功率放大的研究。
　　首先研究了三種不同腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鎖模脈沖光纖激光器。其中纖芯泵浦的全保偏8字腔鎖模系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了中心波長(zhǎng)為1064nm，重復(fù)頻率為4.302MHz，脈沖寬度從82ps到1.33ns連續(xù)可調(diào)，對(duì)應(yīng)輸出平均功率從3.3mW

2、到27.1mW的耗散孤子共振(DSR)方波脈沖輸出。而采用包層泵浦的全保偏8字腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行鎖模時(shí)，輸出的鎖模脈沖的中心波長(zhǎng)為1064nm、重復(fù)頻率為4.683MHz、脈沖寬度從0.8ns到5ns可調(diào)、對(duì)應(yīng)平均功率從74.8mw到429.7mw。上述兩種鎖模光纖激光器都采用全保偏結(jié)構(gòu)，其鎖?？蓡?dòng)，且能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定，振動(dòng)等惡劣環(huán)境不會(huì)使其失鎖。為了簡(jiǎn)化8字腔的結(jié)構(gòu)，采用包層泵浦的9字腔結(jié)構(gòu)進(jìn)行鎖模研究，獲得中心波長(zhǎng)為1065nm，重復(fù)頻率

3、為9MHz，脈沖寬度的可調(diào)范圍從0.677ns到2.103ns，對(duì)應(yīng)輸出平均功率從0.761W到2.2W的方波脈沖激光，其脈沖能量可高達(dá)244nJ，而峰值功率基本穩(wěn)定在120W。
　　基于種子穩(wěn)定性與輸出功率兩方面的考慮，選用包層泵浦的8字腔鎖模光纖激光器作為種子源，通過(guò)兩級(jí)主振蕩功率放大(MOPA)結(jié)構(gòu)，研制了一種脈寬可調(diào)的高功率脈沖光纖激光器。其中第一級(jí)放大級(jí)將功率提升到2W的水平，目的是為了抑制后續(xù)放大過(guò)程中可能產(chǎn)生的放大自