【儀表網(wǎng) 行業(yè)聚焦點】近年來，高功率光纖激光器發(fā)展迅速。中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研究人員提出了一種鐿-拉曼集成的光纖放大器結(jié)構(gòu)，有效地解決了拉曼光纖激光器功率提升的主要技術(shù)瓶頸問題。
近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所空間激光信息技術(shù)研究中心馮衍研究員課題組，在高功率拉曼光纖激光器研究中取得新進展。提出了一種鐿-拉曼集成的光纖放大器結(jié)構(gòu)，有效地解決了拉曼光纖激光器功率提升的主要技術(shù)瓶頸問題，在1120nm波長，獲得580W的單橫模線偏振拉曼光纖激光和1.3kW的近單模拉曼光纖激光輸出。
近年來，高功率光纖激光器發(fā)展迅速。1μm波段的摻鐿光纖激光器，近衍射極限輸出功率可達20kW，多橫模輸出功率可達100kW。盡管如此，稀土摻雜光纖激光器的輸出波長，因稀土離子能級躍遷的限制，僅能覆蓋有限的光譜范圍，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。基于光纖中受激拉曼散射效應(yīng)的拉曼光纖激光器是拓展光纖激光器波長范圍的有效手段。
該項研究中，在一般的高功率摻鐿光纖放大器中注入兩個或多個波長的種子激光，波長間隔對應(yīng)光纖的拉曼頻移量。處于鐿離子增益帶寬中心的種子激光獲得放大后，在后續(xù)光纖中作為泵浦激光對拉曼斯托克斯激光進行逐級放大。初步的演示實驗獲得了300W的1120nm拉曼光纖激光輸出；接著采用較大包層(400μm)的光纖，獲得了580W的單橫模線偏振拉曼光纖激光和1.3kW的近單模拉曼光纖激光輸出。
鑒于目前高功率摻鐿光纖激光器均采用主振放大結(jié)構(gòu)，新提出的光纖放大器結(jié)構(gòu)可用于進一步提升拉曼光纖激光的輸出功率。初步的數(shù)值計算也表明，該技術(shù)方法有望在1～2μm范圍內(nèi)任意波長獲得千瓦級激光輸出。
該項研究得到了中國科學(xué)院百人計劃、國家“863”計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的支持。
千瓦級摻鐿-拉曼集成的光纖放大器結(jié)構(gòu)示意圖
輸出功率隨976 nm二極管泵浦功率的變化曲線
