《光纤激光器》-精选·课件.ppt

泵浦源：为一台带有输出尾纤的LD模块，中心波长为976nm。在LD模块与光纤激光器注入端之间专门设计了一个taper型光纤耦合器，以提高抽运光的注入效率。 性能指标： 阈值功率： 300mW 输出功率 ：1.18W 光光转换效率：53.1% 斜率效率：68％ 中心波长： 1060nm 光谱半宽 ： 0.1nm 8.2 光纤激光器的结构——高功率掺Yb光纤激光器 包层泵浦可调谐Yb光纤激光器 窄线宽、可调谐、高功率掺Yb3+双包层光纤激光器有着广阔的应用前景，研究工作进展很快。 英国南安普敦大学采用空气包层Yb3+双包层光纤，在Littrow结构中得到的调谐范围1010nm~1120nm; 法国的Ammar Hideur等人在全光纤环行腔掺Yb3+双包层光纤激光器得到的调谐范围1040nm~1100nm，输出功率大于800mW; 8.2 光纤激光器的结构——可调谐掺Yb光纤激光器 ● 德国M.Auerbach等人采用Littman-Littrow外腔结构(双光栅结构)，在1040nm~1100nm范围内获得了调谐输出，输出功率大于200mW； ● 上海光机所陈柏等人则通过调节光纤后端面与后腔镜之间的距离以及后腔镜角度的方法，获得了50nm的调谐输出 ； ● 南开大学采用国产圆形内包层掺Yb3+双包层光纤为增益光纤分别用Littrow、Littman和双光栅三种外腔结构实现了宽带调谐输出。 8.2 光纤激光器的结构——可调谐掺Yb光纤激光器 （一）调Q光纤激光器基本结构及特点 声 光 调Q A.非光纤型Q开关 电 光 调Q 机械转镜调Q 可饱和吸收体调Q 光纤马赫-曾特尔干涉仪 B.光纤型Q开关 光纤迈克尔逊干涉仪 基于光纤中的SBS调Q 8.2 光纤激光器的结构—— 调Q光纤激光器 调Q光纤激光器 这是通过改变激光共振腔Q值，提高激光器输出功率和压缩激光脉冲宽度的技术。??? 共振腔的Q值（也称腔的品质因子）是描述激光器共振腔损耗大小的量。光学损耗低的腔，其Q值高。??? Q值定义：Q＝２πν腔内存储的能量／每秒损失的能量??? 当泵浦源向激光器工作物质输入的能量（功率）达到振荡阈值时，激光器便产生激光振荡。如果泵浦源继续泵浦，维持激光器在阈值以上，它就连续输出激光。激光振荡阈值与共振腔的光学损耗（Ｑ值）有关。如果激光器的工作物质在受泵浦的期间，让共振腔的Ｑ值保持很低，则激光器因振荡阈值很高而不能发生激光振荡，大 量的泵浦能量继续存在工作物质内。当工作物质已“吸饱”能量时，突然升高Ｑ值，相应地，激光振荡阈值也突然降低，在阈值之上那部分储存能量便在短时间内发 射出来，形成功率很高的激光脉冲。用这个方法得到的能量虽然比自由振荡时得到的激光能量低一个数量级，但是，自由振荡激光器输出的脉冲宽度是毫秒级，而采 用Ｑ开关后得到的激光脉冲宽度是几十纳秒量级。使激光器输出功率增加104倍达到105~106KW。 A. 非光纤型：声光（AOM）调Q 特点：开关时间较快，消光比大，脉冲宽度一般十几到几 十ns，但插入损耗大，稳定性较差。 8.2 光纤激光器的结构—— 调Q光纤激光器 A.非光纤型：电光（EOM）调Q 特点：开关时间快（几ns），消光比大（95％），但插 入损 耗大，稳定性较差，需要几千伏的高压，产生 的电子干扰大。 8.2 光纤激光器的结构—— 调Q光纤激光器 A.非光纤型：可饱和吸收体被动调Q 特点：在1.53mm得到0.1mJ能量，开关速度慢，插入损耗大 8.2 光纤激光器的结构—— 调Q光纤激光器 B. 光纤型Q开关：光纤迈克尔逊干涉仪调Q 特点：开关速度较慢，能产生ms量级脉冲，要求两臂光纤 光栅完全相同，这样的两个光纤光栅比较难制作， 消光比不高 8.2 光纤激光器的结构—— 调Q光纤激光器 B.光纤型Q开关：光纤马赫－曾特干涉仪调Q 特点：全光纤型主动调Q，可产生ms脉冲，低插入损耗 ，