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光纖激光器

高功率光纖激光器的主要挑戰

來源:新浪網2020-06-15 我要評論(0 )   

消除非線性效應。對於(yu) 連續光來說,非線性效應主要是受激拉曼效應(SRS)和受激布裏淵效應(SBS)。目前減輕這兩(liang) 種效應的主要方式是大模場麵積光纖與(yu) 短的光纖。減弱SBS與(yu) ...

  1. 消除非線性效應。對於(yu) 連續光來說,非線性效應主要是受激拉曼效應(SRS)和受激布裏淵效應(SBS)。目前減輕這兩(liang) 種效應的主要方式是大模場麵積光纖與(yu) 短的光纖。

減弱SBS與(yu) SRS的方法:

  

  • 盡可能增加光纖的線寬

  • 減少增益光纖長度

  • 增加增益光纖芯徑

  • 光纖末端加端帽

  • 較少熱負載


  

  1. 大模場麵積、雙包層光纖可以接近變換極限脈衝(chong) 。

  2. 纖芯材料和端麵損傷(shang) 會(hui) 導致效率降低。

  3. 需要開發具有高損壞閾值,高泵浦/信號功率耦合效率和低熱負載的大功率,高亮度二極管激光泵浦和泵浦耦合係統。

  4. 熱對光纖係統有很大的影響,尤其要避免熱損傷(shang) 。一般會(hui) 需要使用LMA光纖,不過此時需要纏繞減少高階模式,折射率也受溫度的影響。

  5. 光暗化問題。

  6. 係統的魯棒性以及可商用性。

  7. 保偏問題,控製相位與(yu) 相幹合成問題。


  隨著高功率光纖激光器的發展,以下的非線性效應就要值得考慮:SRS,SBS,FWM(四波混頻),SPM(自相位調製),XPM(交叉相位調製)和自聚焦。

  

高功率光纖激光器的增益光纖泵浦技術


  泵浦一般有兩(liang) 種方式:纖芯泵浦和包層泵浦。兩(liang) 者都有優(you) 點和缺點,我們(men) 需要按照實際應用來看。

  

纖芯泵浦


  高功率光纖激光器的主要挑戰

  如圖1.1所示,這是一種單包層的保偏增益光纖,一般適用於(yu) 纖芯泵浦。主要優(you) 勢是可以獲得較高的纖芯吸收效率(就可以用很短的增益光纖來吸收較強的泵浦),但是較高的芯泵浦會(hui) 導致纖芯暗化。

  

包層泵浦


  高功率光纖激光器的主要挑戰

這種泵浦方式應用於(yu) 雙包層光纖與(yu) 三包層光纖。一般用低折射率聚合物作為(wei) 第二層或者第三層包層(如圖1.2所示)。主要優(you) 勢是可以耦合高功率低亮度的泵浦,同時保持基模。不過明顯的缺點就是吸收率下降,需要較長的光纖才可以吸收完泵浦能量。

  名詞解釋:高亮度激光二極管:是針對特別高的輻射(亮度)進行優(you) 化的激光二極管。亮度:是每單位麵積和立體(ti) 角的光通量,單位是每平方米的坎德拉(cd / m)。 這是光度學的一種量,其中考慮了人眼的光譜響應。

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