具有高穩定性的多千瓦(kW)(≥3kW)級光纖激光器在許多應用中意義(yi) 重大,而摻Yb的光纖是這類光纖激光器中的關(guan) 鍵器件。在過去的幾十年裏,光纖製造技術取得了令人難以置信的進步,使得連續波(CW)光纖激光器的輸出功率成倍增長。然而,隨著輸出功率的進一步擴大,光暗化(PD)被發現是多千瓦級輸出功率下激光器長期可靠性的關(guan) 鍵限製因素之一。
PD效應表現為(wei) 泵浦引起的過剩損耗的演化過程,取決(jue) 於(yu) 泵浦功率和摻雜劑濃度。它可以歸結為(wei) 從(cong) 合作能量轉移過程中產(chan) 生的顏色中心,而這個(ge) 過程是從(cong) 激發的Yb3+到光纖芯中的原子缺陷前體(ti) 。協同摻雜Ce可以有力地提高Yb/Al協同摻雜光纖的PD電阻,盡管協同摻雜Ce實現PD電阻的機理至今仍未被很好地理解。
SHE Shengfei與(yu) 中國科學院西安光學精密機械研究所的合作者一起,通過低溫螯合氣相沉積(LT-CGPD)技術製造了一種具有高激光穩定性的30/600有源光纖,並將其命名為(wei) Yb/Ce-AS@LAS光纖,綜合評價(jia) 了Ce在多千瓦級Yb摻雜光纖中的添加量。而最後,基於(yu) Ce共摻Yb/Al光纖,他們(men) 在1,079.80nm處展示了優(you) 異的結果。研究結果發表在《Journal of Lightwave Technology》上。
研究人員製造了梯度Ce濃度的串行共摻Yb/Al光纖,證明Ce的加入可以有效提高光纖的PD電阻。通過主振蕩器功率放大器(MOPA)的配置,他們(men) 成功實現了在1079.80nm波長下輸出5.04kW的最高CW激光功率,斜率效率為(wei) 81.1%。同時,大功率光纖放大器的長期穩定性也得到了有效提高,說明Ce添加對PD和附加熱負載的抑製作用。
他們(men) 不僅(jin) 打破了光纖激光器功率記錄,而且基於(yu) LT-CGPD技術製造的自製Yb/Ce共摻雜鋁矽酸鹽光纖,為(wei) 更好的商用大功率光纖激光器鋪平了道路。
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