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研究人員製造出高激光穩定性光纖,大功率光纖激光器再獲突破

星之球科技 來源:科技報告與(yu) 資訊2020-11-30 我要評論(0 )   

具有高穩定性的多千瓦級光纖激光器(≥3kW)在許多應用中意義(yi) 重大,而摻鐿(Yb)的光纖是這類光纖激光器中的關(guan) 鍵器件。在過去幾十年裏,光纖製造技術取得了令人難以置信...

具有高穩定性的多千瓦級光纖激光器(≥3kW)在許多應用中意義(yi) 重大,而摻鐿(Yb)的光纖是這類光纖激光器中的關(guan) 鍵器件。在過去幾十年裏,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。


光暗化效應表現為(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) 激發的鐿化合物(Yb+3)到光纖芯中的原子缺陷前體(ti) 。協同摻雜鈰(Ce)可以有力地提高鐿/鋁協同摻雜光纖的光暗化電阻,盡管協同摻雜鈰實現光暗化電阻的機理至今仍未被很好地理解。


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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) 了鈰在多千瓦級鐿摻雜光纖中的添加量。最後,基於(yu) 鈰共摻鐿/鋁光纖,研究人員在1079.80nm處展示了優(you) 異的結果。研究結果發表在Journal of Lightwave Technology上。


研究團隊製造了梯度鈰濃度的串行共摻鐿/鋁光纖,證明鈰的加入可以有效提高光纖的光暗化電阻。通過主振蕩器功率放大器(MOPA)的配置,團隊成員成功實現了在1079.80nm波長下輸出5.04kW的最高連續波激光功率,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,說明鈰添加對光暗化和附加熱負載的抑製作用。


該研究團隊不僅(jin) 打破了光纖激光器的功率紀錄,而且基於(yu) 低溫螯合氣相沉積技術製造的自製鐿/鈰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。


備注:該論文標題Yb/Ce Codoped Aluminosilicate Fiber With High Laser Stability for Multi-kW Level Laser


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