连续掺镱光纤激光器1060nm1080nm

摘要：光纤激光器作为光源在光通信领域已得到广泛应用，而随着大功率双保层光纤激光器的出现，其应用正向着激光加工、激光测距、激光雷达、激光艺术成像、激光防伪和生物医疗等更广阔的领域迅速扩展。

本文以下内容概述了光纤激光器的原理、特点、应用及其发展前景。

关键词：光纤激光器应用扩展发展前景abstract:Fiber laser as a light source in the field of optical communication has been widely used, and as the dual-protection layer of high-power fiber lasers appear, its application istoward to the laser processing, laser ranging, laser radar,laser art of imaging, security and bio-medical laser rapid expansion of a wider area. The following article outlines the principles of fiber lasers, characteristics, applicationsand prospects for development.Keywords: fiber laser applications development prospects.一．光纤激光器的简述光纤激光器和放大器的研究与应用引起了广泛的重视和兴趣，已能制备以硅和氟化铅为基质的掺杂稀土金属元素的光纤。

用这些光纤制作成光源或光放大器在降低光通信系统的成本方面具有巨大的潜力。

接铰和饵离子的光纤激光器已有多种波长的输出，包括900nm，1060nm和1550nm等。

用输出波长为800nm的I‘D作为泵浦源也可以获得光通信重要窗口波长(1550nm)的输出。

阿帕奇（北京）光纤激光技术有限公司YLS-20000-CUT掺
镱连续切割版光纤激光器
佚名
【期刊名称】《现代制造》
【年(卷),期】2018(000)025
【摘要】YLS-20000-CUT激光器拥有目前市面上最紧凑的结构设计，易于集成到切割系统中。

气密型机柜内设干燥系统，可用于恶劣的生产环境。

该系列集成了IPG的最新技术，其中包括：新型二极管模块，功率大，性能稳定；新型光纤模块设计，激光损伤阈值提升3倍，性能更可靠；IPG自主研发生产的数字电源模块，效率更高，同时提供极高的冗余保护；新型数字激光二极管电流驱动更灵活、更稳定、更精确；新型控制系统，支持激光器与其他子系统的集成控制。

【总页数】1页(P98-98)
【正文语种】中文
【中图分类】TN248
【相关文献】
1.全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器 [J], 赵翔;郑也;柏刚;杨依枫;陈晓龙;漆云凤;何兵;周军
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3.YLS-20000-CUT掺镱连续切割版光纤激光器 [J],
4.阿帕奇（北京）光纤激光技术有限公司YLS-CUT系列切割版激光器 [J],
5.阿帕奇（北京）光纤激光技术有限公司YLS-12000CUT掺镱连续激光器 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

DND技术简介Liekki发明一种新的光纤生产专利技术---直接纳米粒子沉积技术（Direct Nanoparticle Deposition DND）。

顾名思义，在直接纳米粒子的沉积过程中同时把主动和被动的粒子掺和在一起,这种技术避免了缓慢而极限的传统掺杂方法（如改进化学气相沉积法MCVD）,可生产出业界高掺杂的光纤。

DND技术可以生产出将所需光纤减少到最小长度的艺术级别的高掺杂光纤，提供了高效率宽广波段和平坦增益特性，具有良好的光束质量以及减少光暗化和非线性效应。

掺杂纳米光纤有良好的熔接，温度和弯曲等性能特点。

高掺镱光纤・Yb1200-4/125单模单包层高掺镱光纤・Yb1200-6/125DC双包层掺镱光纤・Yb1200-6/125DC-PM保偏单模双包层掺镱光纤・Yb1200-10/125DC大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-10/125DC-PM保偏大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-20/125DC大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-20/125DC-PM保偏大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-20/400DC大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-20/400DC-PM保偏大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-25/250DC大模场双包层掺镱光纤・Yb1200-25/250DC-PM保偏大模场双包层掺镱光纤高掺镱光纤产品名称: Yb1200-4/125单模单包层高掺镱光纤 产品介绍:Liekki 公司Yb1200-4/125单模单包层高掺镱是针对低噪声，低非线性效应光纤预放大器，光纤激光器设计的优秀光纤。

和传统通信光纤一致的几何尺寸使得Yb1200-4/125能够和市场上通用的单模泵浦激光器的尾纤，1060nm 单模光纤等方便的，低损耗的熔接。

产品特点: 非常短的使用长度 低非线性效应低光暗化效应（photodarkening ）能够和HI-1060光纤低损耗熔接应用领域:低功率，低噪声预放大器 ASE 光源连续/脉冲光纤激光器 连续/脉冲光纤放大器 技术指标:参数单位Yb1200-4/125 工作波长（一般情况下） nm 1.0um band MFD @ 1060nm um 4.4±0.8 二阶模式截止波长 nm 1010±70 峰值吸收近976nm dB/m（1200）峰值吸收近920nm dB/m 280±50 数值孔径 NA 0.2 包层直径 um 125±1.0 包层形状 圆形 涂覆层直径um 245±10纤芯/包层同心度偏差 um ≤0.7 强度测试水平 kpsi ≥100 (0.7N/m 2) 涂覆层材料 高折射率丙烯酸聚酯工作温度 ℃-40 ~ +85产品名称: Yb1200-6/125DC双包层掺镱光纤产品介绍:Liekki公司Yb1200-6/125DC高掺杂单模双包层掺镱光纤是针对中等功率掺镱光纤激光器和光纤放大器应用的理想光纤。

文章编号:0258-7025(2007)09-1194-04端面抽运高功率连续单频1064nmNd B YVO 4环行腔激光器张铁犁1,2,3,姚建铨1,2,3,王 鹏1,2,3,朱雪玉1,2,3,蔡志强1,2,3,张百钢1,2,31天津大学精密仪器与光电子工程学院激光与光电子研究所,天津3000722教育部光电信息技术科学重点实验室,天津300072;3南开大学、天津大学联合研究院,天津300072摘要 采用808nm 光纤耦合输出激光二极管(F CLD)单端端面抽运N d B Y V O 4晶体,采用四镜折叠环行腔,在腔内插入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转以抑制空间烧孔效应,并在腔内加入标准具,最终实现连续单频1064nm 激光输出.在24.6W 抽运功率时,最高输出功率达到9W,光-光转换效率为36.6%,M 2因子约为1.14,频率漂移约200M H z.关键词 激光器;单频;环行腔;N d B Y VO 4晶体中图分类号 T N 248.1;T N 242 文献标识码 ALaser Diode End -Pumped,High -Power Continuous -WaveSingle -Frequency Nd B YVO 4Ring Laser at 1064nmZHA NG Tie -li 1,2,3,YAO Jian -quan 1,2,3,WANG Peng 1,2,3,ZHU Xue -yu1,2,3,CAI Zh-i qiang1,2,3,ZHAN G Ba-i g ang1,2,31I nstitute of L aser and Op toelectr onics ,College of Pr ecision I ns tr ument and O p to -Electr onics E ngineer ing,T ianj in Univer sity ,T ianj in 300072,China2K ey L abor ator y of Laser and Op toelectr ic I nf or mation S cience and T echnology ,M inistr y of Education,T ianj in Univ er sity ,T ianj in 300072,China3Coop erated I nstitute of N ankai Univer sity and T ianj in Univ er sity ,T ianj in 300072,ChinaAbstract T he co ntinuous -wav e (CW )single -frequency single end -pumped 1064nm laser wit h max imum o utputpo wer of 9W was experimentally demonstrat ed.A n a -cut N d B YV O 4cr ystal w as end -pumped by a fiber -coupled laser dio de (FCL D)at 808nm.T he four -mirr or bow -tie ring cavity with a F araday ro tator and a half w ave plate w as applied to eliminate the spat ial ho le -bur ning effect.A so lid etalon w as inser ted into the cav ity to obtain the single -frequency output w ith M 2U 1.14.T he max imum output po wer was 9W and the o ptica-l optical efficiency w as 36.6%w ith 24.6W of the incident pow er.T he f luctuation of frequency w as abo ut 200M H z.Key words laser s;single frequency ;r ing cav ity;N d B YV O 4cr ystal收稿日期:2006-12-01;收到修改稿日期:2007-03-27基金项目:国家自然科学基金(60637010,10474071)和天津市科技发展计划(033181311)资助项目. 作者简介:张铁犁(1981)),男,山东人,博士研究生,主要从事高功率激光与非线性光学频率变换的研究.E -mail:terr y_tju@163.co m导师简介:姚建铨(1939)),男,上海人,中国科学院院士,教授,博士生导师,目前研究方向为固体激光及非线性光学频率变换.E -mail:jqyao @1 引 言激光二极管(LD)抽运的全固态激光器与传统的灯抽运激光器相比有效率高、寿命长、结构紧凑和光束质量好等优点,已成为目前国际上研究的热点.通过端面抽运耦合,激光二极管可以提供较高的功率密度抽运激光晶体,非常适合产生T EM 00模运转的激光.单频激光器是全固态激光器中的一个重要第34卷 第9期2007年9月中 国 激 光CHIN ESE JOU RNA L OF LA SERSVo l.34,N o.9September,2007分支,要求激光既是单横模又是单纵模输出,它的能量更集中、相干性更好,在激光雷达、激光遥感、光谱学、光频标准和非线性光学频率变换等领域中都具有广泛的应用.目前,实现激光二极管抽运的单频全固态激光器的方法主要有:1)短程吸收法[1],2)微腔法[1],3)扭摆腔法[2],4)耦合腔法[3],5)标准具法[4,5],6)双折射滤波器法[6],7)单向环行腔法[7~12].在应用中,通常根据实际需要,采用一种或几种方法相结合,以获得性能优良的单频输出.前6种方法,结构紧凑、简单,适合实现小功率的单频激光器.而单向环行腔法是目前大功率单频激光器中普遍采用的方法.国内对几种获得单频的方法均有报道[1,2,5,10~12].本文报道了采用激光二极管单端端面抽运单向环行腔单频Nd B YVO 4激光器的实验研究.实验采用单向环行腔法,并在腔内加入标准具实现1064nm 单频激光输出.在24.6W 的抽运功率下,获得9W 的连续单频1064nm 激光输出,光-光转换效率为36.6%,M 2因子约为1.14.2 实验结构设计图1为激光二极管单端端面抽运单频1064nm Nd B YVO 4激光器的实验装置图.其中,抽运源为光纤耦合输出的激光二极管(FCLD)(H LU 50F 400-808,LIMO Co.,Germ any ),光纤芯径为400L m,数值孔径为0.22.抽运光经透镜组耦合聚焦到晶体中,聚焦光斑半径约254L m.在实验中,激光二极管最高应用的功率为24.6W.图1单频1064nm N d B Y VO 4激光器实验装置图Fig.1Experimental arr ang ement o f single -frequencyN d B Y V O 4laser at 1064nm1064nm 的谐振腔采用四镜折叠环行腔,其中M 1,M 2为平镜,M 3,M 4为平凹镜.M 1为抽运光输入镜,对808nm 高透和1064nm 高反;M 2为输出镜,对1064nm 透射率为10%;M 3和M 4均对1064nm 高反.在腔内加入T b 玻璃材料的法拉第旋光器和半波片,使激光单向运转,以消除空间烧孔效应.旋光器的旋光角度为7b ,与半波片结合,足够抑制一个方向激光的起振.在端面抽运的固体激光器中,抽运光和谐振光的模式匹配直接影响激光器的效率和输出功率.一般在高功率激光器中,由于热透镜导致的高阶球差影响,要求谐振光斑半径比抽运光斑半径略小,才能够保证激光器的转换效率[13].在高功率激光器中,设计光学谐振腔的一个重要参量是端面抽运激光晶体的温度分布引起的热透镜效应,它对激光腔模半径影响较大,从而影响激光器的输出功率和光束质量.对于连续端面抽运的固体激光器,激光晶体可以等效成一个理想的薄透镜,其焦距可以表示为[14]f =P K c w 2pa P in N (d n/d T )11-ex p (-A l).(1)对于沿a 轴切割、钕离子掺杂原子数分数为0.5%的Nd B YVO 4晶体,热传导系数K c =0.0054W/(mm !K),吸收系数A =5.37cm -1,N 为抽运功率转化为热的效率,约为20%,折射率对温度的变化率d n/d T =(4.7?0.6)@10-6/K,w pa 为激光晶体内抽运光的平均光斑半径,约为330L m.最终由(1)式算得,在25W 抽运功率下,晶体热透镜焦距f U 80mm.在实验中,采用谐振腔稳定性法[15],对钕离子掺杂原子数分数为0.3%的N d BYVO 4晶体热透镜焦距进行了实际测量.在24.6W 抽运功率下,Nd B YVO 4晶体的热透镜焦距约为160m m.这比理论计算的结果稍大,是因为理论计算中所用参数为0.5%掺杂原子数分数的Nd B YVO 4晶体,而0.3%掺杂原子数分数的Nd B YVO 4晶体吸收系数比0.5%掺杂原子数分数的晶体小,导致热透镜效应也比0.5%掺杂原子数分数的晶体小.这样,把晶体等效为焦距160mm 的薄透镜,将图1中的四镜折叠腔等效为薄透镜序列,采用ABCD 矩阵对激光器的腔模进行理论计算.定义从晶体中心经M 2到M 3以及从晶体中心经M 1到M 4的距离为l 1,两凹镜M 2到M 3之间的距离为l 2.在计算中,取M 2和M 3的曲率半径为200mm ,由ABCD 矩阵算得的稳区与l 1,l 2之间的关系如图2所示.根据光学元件的实际尺寸,选择激光器工作在稳区Ò,于是,取l 2分别为200mm,240mm 和280m m,对晶体中心处基模光斑大小与l 1之间的关系进行了数值模拟,如图3所示.由图3可以看出,当l 1=240mm ,l 2=240m m,在晶体中心处形成的基模光斑半径接近250L m ,基本符合模式匹配的要求.11959期 张铁犁等:端面抽运高功率连续单频1064nm N d B Y VO 4环行腔激光器图2四镜折叠腔的稳区图Fig.2Stable areas of the four -mir ror bo w -t ie ringcavity图3晶体中心处基模光斑半径与l 1的关系F ig.3Relatio nship betw een l 1and the beam waist(radius)o f the r eso nant fundamental mode in the cr ystal center3 实验结果与分析采用Burleigh 公司生产的SA Plus 系列频谱分析仪分析激光输出的频谱.该频谱分析仪采用共焦扫描干涉仪的方法,对激光输出频谱进行分析测量.扫描干涉仪的自由光谱范围(FSR)为1.875GH z,分辨率小于10M H z.在抽运功率为最大的24.6W 时,测得的激光输出模式如图4所示.由图4可见,激光输出存在两个纵模,主要是由于抽运功率太高,使相邻纵模也发生起振造成的.在腔内加入一个厚1.5m m 的未镀膜固体标准具,为相邻的两个纵模提供不同的损耗,达到抑制一个纵模起振的效果,频谱结构如图5所示.实验采用M olectron Pow er M AX 500A 功率计测量单频1064nm 激光的输出功率.由于标准具的加入,引入一定的腔内损耗,激光器阈值由自由运转时的700m W 提高到950mW.图6给出加入标准具后,单频运转时输出功率随抽运功率的变化曲线.在24.6W 的抽运功率下,获得9W的高功率单频激图4自由运转时,由频谱分析仪(FSR 1.875GH z)测得的环行腔N d B Y VO 4激光器输出频谱结构Fig.4Output spectrum o f the N d B YV O 4ring laserwithout etalon measur ed by spectr um analyzer system (F SR 1.875GHz)图5加入标准具后,环行腔1064nm 单频输出的频谱结构Fig.5Output spectrum of the single -frequencyN d B YV O 4ring laser w ithetalon图6连续运转环行腔Nd B Y V O 4激光器的输出功率曲线F ig.6O utput po wer of CW sing le -fr equency N d B Y VO 4ring laser光输出,光-光转换效率为36.6%.我们以4s 为一个时间段测量了单频输出的频率漂移约为200M H z,如图7所示.实验采用刀口法测量输出端各位置的束宽半径1196中 国 激 光 34卷w ,采用双曲线拟合法计算激光器的M 2因子[16].在最高输出功率为9W 时,实验测得沿光轴方向各位置光斑半径平方的U 型曲线,如图8所示.横坐标z 为沿光轴方向的纵向距离,最终求得M 2为1.14.图7连续运转环行腔Nd B Y V O 4激光器4s 内的频率漂移Fig.7Fr equency f luct uation of the CW single -frequencyN d B Y VO 4ring laser in 4s图8刀口法测量的U 型曲线Fig.8U -shaped patter n measured by knife -edge method4 结 论报道了激光二极管单端端面抽运连续单频1064nm Nd B YVO 4环行腔激光器的实验研究.实验以光纤耦合输出的激光二极管端面抽运Nd B YVO 4晶体.考虑到25W 高功率抽运时Nd B YV O 4晶体的热效应,优化设计了四镜折叠的环行谐振腔,达到最佳的模式匹配.在腔内加入法拉第旋光器和半波片实现激光的单向运转,抑制空间烧孔效应,加入1.5mm 厚未镀膜标准具实现单频输出.单频激光4s 内的频率漂移约为200MH z,M 2因子为1.14.在24.6W 抽运功率时,连续运转最高输出功率为9W,光-光转换效率为36.6%.参考文献1 Zheng Quan,Qu Ch uan li,Qian Longsheng.T he newdevelopm ent on the study of diode -pumped al -l solid -state s ingle -frequency laser [J].OM E I nf ormation ,2001,(6):29~31郑 权,曲川利,钱龙生.LD 泵浦全固体单频激光器研究取得新进展[J].光机电信息,2001,(6):29~312Lin Yueming,H e H uijuan,Lu Yu tian.CW single -frequ ency operation of a diod e laser -pum ped Nd B YAG laser [J ].Acta Optica S inic a,1994,14(8):891~893林岳明,何慧娟,陆雨田.激光二极管泵浦单频连续工作的Nd B YAG 激光器[J ].光学学报,1994,14(8):891~8933Chris tian Peder sen,Peter Lich tenberg Hans en,T orben Sk ettrup e t al..Diode -pum ped single -frequency Nd B YVO 4laser w ith a set of coupled res on ators [J ].Op t.L e tt.,1995,20(12):1389~13914H.G.Danielmeyer.Stabilized efficient single -frequen cy Nd B YAG laser [J ].IE EE J.Quantu m Elec tr on.,1970,Q E -6(2):101~1045Xu Rongqing,L u Yaodong,Lan Xinju.A n ew CW Nd B YAG single longitudinal mode laser [J ].Jou rnal of E ast China S hip building I nstitute ,2000,14(4):83~86徐荣青,陆耀东,蓝信钜.一种新型单纵模连续Nd B YAG 激光器[J].华东船舶工业学院学报,2000,14(4):83~866T anya ke,Alan J.Kemp,Grah am J.Friel et al pact and efficient s ingle -frequency Nd B YVO 4las er with var iable longitudin a-l mode discrimin ation [J ].IE EE P hoton.T ech nol .L ett .,2005,17(2):417~4197K.I.M artin ,W. A.Clark son, D. 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基于半导体可饱和吸收镜的可调谐光纤激光器王婉琳;王蓟;徐廉伟;张家瑞【摘要】为了实现锁模光纤激光器的波长可调谐,采用半导体可饱和吸收镜(SESAM),搭建了环形腔被动锁模掺镱光纤激光器.在腔内无偏振控制器及可调谐滤波器等器件的前提下,通过改变光纤跳线端面至SESAM的距离,实现光谱在1029.5nm～1042.7nm之间的稳定可调谐,基频重复频率为18.0MHz,脉冲宽度为130ps,锁模脉冲信噪比达44dB.结果表明,该锁模光纤激光器具有较高的信噪比及较宽的可调谐范围.该研究为可调谐被动锁模光纤激光器的研制提供了重要的参考价值.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2019(043)005【总页数】4页(P672-675)【关键词】光纤光学;可调谐;半导体可饱和吸收镜;被动锁模;掺镱光纤【作者】王婉琳;王蓟;徐廉伟;张家瑞【作者单位】长春理工大学理学院,长春 130022;长春理工大学理学院,长春130022;长春理工大学理学院,长春 130022;长春理工大学理学院,长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN248.4引言波长可调谐锁模脉冲光纤激光器因其脉冲宽度窄、峰值功率高、频谱范围宽、简洁紧凑、高效散热等优点，在激光光谱学、光学测量、生物医学、电信等领域[1-3]有着广泛的应用。

近年来，由于光参量振荡器和光参量放大器等领域的快速发展，可调谐超短脉冲激光器也可作为小型、经济有效的种子源用于产生大能量可调谐的超短脉冲。

因此，对可调谐脉冲光纤激光器的研究具有重要的意义。

迄今为止，有多种实现可调谐脉冲输出的方式。

利用啁啾光纤光栅、相移长周期光纤光栅、体布喇格光栅[4-6]的调谐特性，可以实现输出波长的稳定可调谐，但受到光栅器件的参量限制，调谐范围一般较小，且体布喇格光栅为空间元件，不利于实现全光纤化结构；利用可调谐带通滤波器，也可以实现输出波长的调谐[7-10]，商业化的可调谐滤波器具有很好的环境稳定性，但成本较高。