1)8級脈沖光纖放大器和壓縮器
近年來(lái),摻鐿光纖作為激光器和放大器的增益介質(zhì)引起人們極大的關(guān)注,成為研究熱點(diǎn)。與其它摻稀土光纖相比,摻鐿光纖有著(zhù)眾多優(yōu)點(diǎn):上能級壽命長(cháng),適合用于高功率放大;能提供較寬的增益帶寬(約40 nm), 支持約30fs的脈寬,適合作為一種優(yōu)良的超短脈沖放大介質(zhì);有很高的光-光轉換效率大于80%;能級結 構簡(jiǎn)單,不存在對泵浦光和信號光的激發(fā)態(tài)吸收八;不存在濃度猝滅效應,可以有較高的摻雜濃度,從而在 很短的光纖長(cháng)度內就有很高的增益;有很寬的吸收光譜,使泵浦源的選擇有更大的靈活性,包括半導體激光器 以及高功率的釹激光器。脈沖光纖激光器在超快過(guò)程研究、非線(xiàn)性光學(xué)、X射線(xiàn)光學(xué)、物質(zhì)結構分析技術(shù)、納米 技術(shù)、光通訊、材料科學(xué)以及光生物醫學(xué)等方面有著(zhù)極其重要的應用價(jià)值。Bulend 等人用環(huán)形腔結構,以摻鐿的雙包層光纖作為增益介質(zhì),獲得了 4.8ps的脈沖,由光柵對壓縮到90fs。但是超短脈沖在單模光 纖中的放大受到了光纖非線(xiàn)性的限制,主要是自相位調制巧spm和受激拉曼散射巧srs的影響。應用大模場(chǎng) 光纖和啁啾脈沖放大技術(shù)⑷能很好地克服這個(gè)缺點(diǎn)?;诠饫w的啁啾脈沖放大技術(shù)已經(jīng)證明能產(chǎn)生高能量和 高平均功率的超短脈沖〔5~12〕。本實(shí)驗采用半導體泵浦的雙包層光纖放大壓縮系統,得到了平均功率為505 mw的放大脈沖,其重復頻率為25.4mhz,相應的單脈沖能量為19.8 nj,壓縮后脈寬為2.7ps.
光纖激光打標機放大壓縮系統的實(shí)驗裝置如圖1所示。由半導體激光器泵浦的環(huán)形腔被動(dòng)鎖模光纖激光器,一個(gè)單模摻鐿光纖前置放大器,一個(gè)雙包層摻鐿光 纖功率放大器和光柵壓縮器組成。種子源是自制的 利用非線(xiàn)性偏振旋轉鎖模的環(huán)形腔摻鐿光纖激光 器,由于腔內沒(méi)有加色散補償,所以輸出的脈沖寬度 較寬,為56ps。光纖激光器輸出的平均功率為7mw,重復頻率為25.4mhz ,中心波長(cháng)為1 037 nm。激光器的輸出脈沖經(jīng)過(guò)一個(gè)隔離器后,大約4mw 的激光注人到前置放大器中,隔離器的作用就是防 止放大器對激光器穩定工作的影響。前置放大器的 泵浦源為帶尾纖的單模半導體激光器,最大輸出功率為240mw。用波分復用器WDM將泵浦光和種子光耦合到單模摻鏡光纖中去。單模摻鐿光纖由加拿大INO公司生產(chǎn),纖芯直徑為4.2UM,數值孔徑為0.16,摻雜質(zhì)量百分含量為0.18%。經(jīng)過(guò)前置放大器之后,激 光的平均功率達到了60MW,增益為11.7db。
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