双波长激光器及光纤激光器与光纤放大器研究

• 作 者: 张强
• 机 构: 天津大学
• 出 处: 天津大学
• 发表日期: 2006年期
• 关键词: 全固态 和频 KTP 黄光 光纤激光器 光纤放大器 双波长激光器

全固态激光以其体积小、效率高以及全固化等特点在工业、医疗、军事和科研等领域中发挥着越来越重要的作用,已成为应用激光器中的主流,对此方面的研究正逐步细化与深入.同时,作为新兴激光器中重要的代表--光纤激光器也展示出了高光束质量,高转换效率以及良好的散热性和紧凑的结构等特有的优点,对此进行研究同样具有积极的意义.本文的研究工作集中在全固态双波长激光器、光纤激光器和放大器上,主要创新点可以归纳如下:
1、对侧面泵浦全固态双波长激光器进行了理论研究,建立了双波长运转激光器的速率方程,并从激光工作物质的光谱和材料特性以及激光腔结构等方面分析了影响双波长运转的因素,在分析过程中,引入了模式损耗差异因子,从原理上解释了双波长运转中两波长激光光束质量的差异.
2、对光纤激光器阈值和功率传输特性理论进行了分析,并对线性腔结构光纤激光器进行了实际的数值模拟于分析,获得了对应固定泵浦功率的最佳掺杂光纤长度.
3、对光纤放大器的泵浦光及信号光的功率传输特性以及脉冲展宽进行了模拟,对不同信号光注入方式的优缺点进行了比较,对优化光纤放大器实验方案具有指导意义.
4、利用激光二极管模块侧面面泵浦Nd:YAG晶体实现1064.nm和1319nm双波长同时运转,获得了两波长各40W的同时输出,据我们所知,这是目前采用侧面泵浦方式获得的最高输出功率指标.
5、利用:KTP晶体对单激光晶体双波长运转的激光器进行内腔、外腔和频以及复合腔双激光晶体激光器内腔和频进行研究,通过实验结果比对获得最佳晶体角度以及最佳和频方案.
6、利用保偏双包层掺钕光纤获得7.35w连续1060nm激光输出,光一光转换效率达到58.3﹪,输出光偏振程度为0.52.分析了不同光纤弯曲形状以及缠绕半径对激光输出功率以及偏振程度的影响.国内尚为看到此方面的报道.
7、研制了高增益,低噪声的掺钕光纤放大器,小信号增益达24dB,噪声系数小于8dB.