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【pg电子】基于SESAM的全光纤被动锁模光纤激光器
来源:pg电子    发布时间:2021-04-01 20:02:02
本文摘要:1章节  非同脉冲激光由于具备高峰值功率、较宽脉冲宽度、低反复频率等特点,早已沦为激光技术的一个最重要研究方向。

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1章节  非同脉冲激光由于具备高峰值功率、较宽脉冲宽度、低反复频率等特点,早已沦为激光技术的一个最重要研究方向。如今,在工业细致加工、精密测量、生物、医疗、光通信、军事等各个领域,非同脉冲激光都充分发挥着无以替代的起到。以掺入镱光纤为增益介质的锁模光纤激光器近年来发展快速增长,尤其是转入20世纪80年代后期,随着光纤技术的较慢发展,以及大功率半导体激光器(LD)技术的大大突破,锁模光纤激光器,以其切换效率高、风扇性能好、结构紧凑等优点沦为了激光技术研究和应用于的热点之一。  锁模光纤激光器从技术层面主要分成主动锁模和被动锁模两种。

主动锁模光纤激光器一般来说在腔内使用调制器件,这不会产生腔体的可选损耗,由于调制器件多为非光纤元件,其引进难以实现仅有光纤化构建,制约了该技术的全光纤化发展;同时,主动锁模更容易受到外界环境,诸如温度变化,机械振动,以及超模噪声,谐振腔内偏振态平缓等因素的影响,必须很多简单的技术来提升系统的稳定性,结果是大大增加了系统的复杂性并提升了激光器的成本。反观被动锁模光纤激光器,由于结构非常简单、性能平稳、便于构建等优点受到国内外很多科研机构的普遍注目,并在通信、医学、加工、传感和观测等众多领域获得了更加普遍的应用于。  被动锁模光纤激光器主要通过使用非线性光学环形镜,非线性偏振转动和基于半导体可饱和吸取镜等机制来构建。

其中,基于半导体可饱和吸取镜(SESAM)的被动锁模技术由于具备设计灵活性、系统平稳、自启动等诸多优点,同时,半导体可饱和吸取镜在制取过程中可灵活性掌控调制深度、完全恢复时间、饱和状态通量等关键参数,并且根据必须可加工构建在光纤末端头上,便于仅有光纤化,因此,该类型被动锁模光纤激光器在实际应用领域被普遍注目。  本文使用主波动功率放大(MOPA)结构,利用基于半导体可饱和吸取镜的锁模光纤激光器作为种子源,通过三级缩放构建了平均功率74.3W的被动锁模光纤激光器。实验中分析了种子源的有所不同状态,以及这些状态对缩放级的影响,同时,通过反复频率大幅提高系统,在减少重频的同时,加之对缩放级光纤长度的优化,增大了非线性效应对输出功率的影响。

  2实验方案  图1是实验结构示意图。整个激光器由五部分构成:被动锁模光纤种子源、实放大器、反复频率大幅提高系统、一级功率放大器、二级功率放大器。  该激光器的种子源是基于半导体可饱和吸取镜(SESAM)线性腔结构的被动锁模光纤激光器。种子源结构示意图如图2右图。

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泵浦源为带上尾纤的975nm半导体激光器,仅次于泵浦功率大约550mW,其驱动源具有温控系统,可确保输入波长的稳定性为了避免泵浦源被回光受损,在其末端熔接一个泵浦保护器。泵浦保护器的另一端与光纤布拉格光栅(FBG)熔接,泵浦光经光栅(FBG)流经谐振腔。

该光栅(FBG)中心波长1063.4nm,3dB比特率0.15nm,反射率95%,作为腔内的一个反射镜。


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