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光纤激光器计算公式摘要：1.光纤激光器概述2.光纤激光器的计算公式a.输出功率和转换效率b.光束质量c.增益光纤长度d.系统稳定性e.损耗计算3.新型光纤激光器的研制4.光纤激光器的应用领域5.总结正文：一、光纤激光器概述光纤激光器是一种采用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。
它在光纤放大器的基础上开发出来，通过泵浦光的作用下，光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级粒子数反转。
当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
二、光纤激光器的计算公式光纤激光器的计算公式主要包括以下几个方面：1.输出功率和转换效率：光纤激光器的输出功率和转换效率是衡量其性能的重要指标。
输出功率的计算公式为：P_out = P_in * η，其中P_out 为输出功率，P_in 为输入功率，η为转换效率。
2.光束质量：光束质量是描述激光束形状和聚焦能力的重要指标。
光束质量的计算公式为：M^2 = (B_1 / 4π) * (λ/ d_0)^2，其中M^2 为光束质量因子，B_1 为激光束束腰半径，λ为激光波长，d_0 为激光束直径。
3.增益光纤长度：增益光纤长度是指在光纤激光器中，光信号经过光纤放大后的长度。
增益光纤长度的计算公式为：L_gain = P_in / (α* P_out)，其中L_gain 为增益光纤长度，α为光纤的衰减系数。
4.系统稳定性：系统稳定性是指光纤激光器在不同工作条件下，输出光功率和光束质量的稳定性。
系统稳定性的计算公式为：ΔP_out / ΔP_in = -β* L_gain / (1 + β* L_gain)，其中ΔP_out / ΔP_in 为稳定性因子，β为光纤的反馈系数。
5.损耗计算：光纤损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小。
光纤损耗的理论计算公式为：A = 10 * log10 (P_in /P_out)，其中A 为光纤损耗，P_in 为输入光功率，P_out 为输出光功率。
光纤激光器计算公式（最新版）目录1.光纤激光器简介2.光纤激光器计算公式a.输出功率计算公式b.转换效率计算公式c.光束质量计算公式d.增益光纤长度计算公式3.新型光纤激光器的研制4.光纤损耗计算公式5.激光器输出亮度计算公式6.激光器线宽计算公式7.光纤激光器发展前景正文光纤激光器是一种以掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器。
近年来，随着光纤激光器技术的不断发展，其在光通信、激光加工、医疗等领域的应用也越来越广泛。
本文将介绍光纤激光器的计算公式以及相关技术发展。
一、光纤激光器简介光纤激光器具有结构紧凑、输出光束质量好、转换效率高、稳定性强等优点。
在光纤激光器中，掺铒光纤是常用的增益介质。
通过泵浦光的作用，光纤内极易形成高功率密度，从而实现激光工作物质的激光能级粒子数反转。
当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。
二、光纤激光器计算公式光纤激光器的计算公式主要包括输出功率、转换效率、光束质量和增益光纤长度等方面的公式。
1.输出功率计算公式：输出功率与泵浦光的强度、增益光纤的长度、光纤的截面积和光纤的纳秒参数有关。
2.转换效率计算公式：转换效率是指光纤激光器将输入的电能转换为光能的效率，与激光介质的性质、泵浦光的强度和光纤的结构参数等因素有关。
3.光束质量计算公式：光束质量是描述激光束的集中程度和分布特性的参数，与光纤激光器的结构、泵浦光的强度和光纤的纳秒参数等因素有关。
4.增益光纤长度计算公式：增益光纤长度是指在光纤激光器中，光信号经过增益光纤后，其强度增加的长度。
与光纤的截面积、光纤的纳秒参数和泵浦光的强度等因素有关。
三、新型光纤激光器的研制在时域方面，新型光纤激光器主要是具有更小占空比的超短脉冲锁模光纤激光器。
这种激光器具有脉冲宽度窄、峰值功率高、稳定性好等特点，在激光通信、超快光学、光学信号处理等领域具有广泛的应用前景。
四、光纤损耗计算公式光纤损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小。
原理：附加脉冲锁模是一种典型的被动锁模技术,它首先是在固体激光器中实现的，后来被用于光纤激光器.它由主腔和附腔两个腔组成,主腔中有饱和增益介质，附腔中包含一段光纤，两个腔通过一个半反半透的介质镜耦合。
如果两个腔的腔长选择合适，从光纤附腔反射回来的脉冲进入主腔后会和主腔中原有脉冲在脉冲的峰值处相干干涉,而在脉冲的两翼没有相干叠加，这是因为脉冲峰值处和两翼在光纤中所获得的非线性相移不同.结果，脉冲的峰值提高了，而两翼衰减了，这样利用光纤中的非线性相移可以实现等效饱和吸收被动锁模。
NALM或NOLM被动锁模就是利用NALM或NOLM形镜作为附腔，通常采用“8”字形腔体，所以通常又称之为“8"字形被动锁模光纤激光器,如图3—6所示.非线性放大环形镜锁模的工作原理是：入射光通过3dB光纤耦合器分成传输方向相反、强度相同的两个部分，由于受到与强度相关的自相位调制和交叉相位调制等非线性效应的作用光在NALM内往返一次会产生非线性相移,而EDFA 的不对称放置导致传输方向相反两部分光所获得的非线性相移量不同，而且相位差不是一个常数，而是随脉冲色散形状变化.如果将NALM调节到使脉冲的中央较强部分的相移接近π或π的奇数倍，则脉冲的这部分能量被透射，而边沿部分由于其功率较低，所得相移较小，从而被反射。
总的结果是，从NALM输出的脉冲要比输入脉冲窄，因而从功能上讲，NALM的作用与快速可饱和吸收体类似。
其主要优点在于,光纤非线性效应的电极化起源决定其响应速度可以达到飞秒量级。
图3—6是一个典型的非线性放大环形镜结构示意图[3］。
实验设计：如图3-7给出了我们设计的“8"字腔光纤激光器的实验示意图。
一个3dB的耦合器将激光振荡腔和一个NALM连接起来构成“8”字形激光器。
激光腔包括一段长2米、铒离子掺杂浓度为2280ppm的掺铒光纤作为增益介质，两个980/1550 WDM来双向泵浦掺铒光纤，这样的结构可以提高980nm光的吸收。
锁模激光器的产生原理
锁模的基本原理，就是激光器内放置损耗调制元件，假设激光器
的腔长时L，则激光器的震荡频率为c/2L。
调制元件的调制周期刚好是光脉冲在腔内一周所需要的的时间2L/c。
因此在谐振腔中往返运行的激光束在通过调制器的时候，总是处在相同的调制周期内。
假如调制器放在谐振腔的一端，再假设t1时刻，某一光信号受到的损耗是a（t1），则，这一信号在腔内往返一周后，将受到同样的损耗，若a（t1）≠0，则该信号在腔内往返一次则遭受到一次损耗，如果损耗大于增益的话，在信号最后会衰减为零，该部分光消失。
而a（t1）=0时，光每次通过衰减器的损耗为零，加上光波在腔内工作物质中的放大，光会不断得到放大，光波振幅不断变大。
如果腔内的损耗和增益物质控制得当，就可以产生脉冲周期为2L/c的脉冲序列输出。
现假设在增益曲线的中心处的纵模频率为v0，由于它的增益最大，首先得到振荡，通过调制器时，受到损耗调制，调制的结果是产生两个边频v0+/—vm，当损耗的变化频率和腔内纵模的频率间隔相等时，即vm=c/2L时，由调制激发的边频实际上与v0相邻的两个纵模频率相等，它们之间具有相同的振幅和相位关系，它们可以开始震荡。
而后，两个边频开始被放大，得到调制，调制后又激发新的边频，以此类推达到了锁模的目的，这些模式叠加起来发生剧烈的耦合，形成了强而窄的光脉冲序列。
彭亦超2.28。
非线性偏振旋转锁模掺铥光纤激光器的多孤子输出理论研究曾圆果;王丰;李旭
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()13
【摘要】本文研究探讨了在非线性偏振旋转锁模掺铥光纤激光器中,孤子分子和类噪声脉冲的演化特性。
理论研究表明,当激光器在负色散条件下工作且腔内参数得到恰当配置时,能够稳定产生锁模孤子脉冲。
通过细调腔内的偏振状态并适度增加泵浦功率,可以实现孤子分子的输出。
继续调整腔内条件,还能够获得类噪声脉冲。
泵浦功率和偏振控制器的调整,通过改变腔内增益,成为产生多种多孤子模式的关键因素。
这一发现为深入理解负色散区域内2μm波段锁模掺铥光纤激光器产生多孤子动态特性提供了有价值的参考。
【总页数】4页(P221-224)
【作者】曾圆果;王丰;李旭
【作者单位】黑龙江科技大学理学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN248
【相关文献】
1.非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器自动锁模电路
2.基于非线性放大环镜锁模铥钬共掺光纤激光器的多孤子脉冲现象实验
3.基于非线性放大环镜和Lyot滤波器的多波长与耗散孤子锁模态开关型掺铥光纤激光器
4.利用啁啾脉冲光谱滤波和非线
性偏振旋转技术实现高稳定性和开机自启动的全光纤掺Yb^3＋光纤锁模激光器5.基于非线性偏振旋转效应的多波长掺铥锁模光纤激光器
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第47卷第5期 Vol.47 No.5红外与激光工程Infrared and Laser Engineering201*年5月May. 2018双SESAM被动锁模超短脉冲光纤激光器何广龙徐莉1，金亮1〇$马晓辉吴国盛2$隋庆学2$张志敏2(1.长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室，吉林长春130022;2.陆军装甲兵驻长春地区军事代表室，吉林长春130022)摘要：针对基于半导体可饱和吸收体（Semiconductor Saturable Absorber Mirror,SESAM)被动铺模光纤激光器脉冲底座宽和脉冲能量小的问题展开研究，设计了 一种线型腔结构的双SE SAM锁模超短脉冲光纤激光器。
首先，通过增加SE SA M个数的方式使得光脉冲在谐振腔中的一个振荡周期内多次经过可饱和吸收体，有效增加了可饱和吸收体对光脉冲前后沿的吸收，抑制了因泵浦功率过大而产生的调Q锁模效应，有助于压缩脉冲宽度、提高单脉冲能量，摆脱了因SE SA M调制深度较低而对压缩脉冲宽度和提高单脉冲能量造成的限制。
其次，通过在系统中引入一段正色散光纤，降低 了因峰值功率过高而引起的非线性效应，进一步提高了脉冲能量。
最后，在相同调制深度及饱和通量条件下，与单SESAM锁模相比，双SESAM锁模光纤激光器输出脉冲宽度由693 f s降低到449 fs，缩 短了 35.2%，脉冲能量由2.92 nJ提高到5.31 nJ，上升45%。
关键词：超短脉冲；双SESAM;调制深度；被动锁模中图分类号：TN29 文献标志码：A D O I：10.3788/IRLA201847.0505002Double SESAM passively mode-locked ultrashort pulse fiber laserHe Guanglong1,Xu Li1,Jin Liang10,Ma Xiaohui1,Wu Guosheng2,Sui Qingxue2，Zhang Zhimin2(1. State K e y Laboratory of H i g h-P o w e r Semiconductor Lasers, Changchun Universityof Science and Technology, Changchun 130022, China;2. Military Representative Office of A r m y A r m o r e d Forces in Changchun, Changchun 130022, China)Abstract: Aiming at the problem of wide pulse pedestal and lower pulse energy of passively mode- locked fiber laser based on Semiconductor Saturable Absorber Mirror(SESAM),a double SESAM passively mode-locked ultrashort pulse fiber laser based on linear cavity structure was designed.Firstly, through increasing the number of SESAM,the optical pulse would pass through the SESAM repeatedly in one oscillating period in the cavity,the absorption of the absorber was improved to the pulse front and back edge,the Q mode-locked effect due to larger pump power was suppressed,contributed to pulse compression and raised the single pulse energy,the effect of the SESAM lower modulation depth on the pulse width and single pulse energy was eliminated.Secondly,the introduction of positive dispersion in收稿日期：2017-12-10;修订日期：2018-01-20基金项目：吉林省重点科技攻关项目（20150204068G X)作者简介：何广龙(1992-)，男，硕士生，主要从事非线性光学和光纤激光器方面的研究。
激光器锁模的工作原理
激光器锁模是指在激光器中通过一定的控制方法，使其输出激光波长单一、线宽窄、光能稳定的特殊工作状态。
因此，激光器锁模是一种对于一般激光器性能更高的技术。
激光器的发射是通过激发激光材料中的电子使之跃迁而形成，其发射波长相对单一，但线宽相对较宽，正常情况下，一个激光器的输出往往具有多个模式，这些模式的波长并不相同，同时线宽也存在差异。
如果将这些模式输出，将会影响到激光器的使用效果与信号传输质量。
因此，锁模技术可以使激光器的性能得到提升。
激光器锁模的实现需要通过某种方法使激光器只输出一个特定波长的光，也就是只输出一个模式，即所谓“锁定模式”。
一般来说，这种锁模是基于共振腔模式的锁模技术实现的。
共振腔模式锁模通过在激光器的两端加上反射器形成一个共振腔，将激光器中的多个谐振模式限制在共振腔内并强迫它们保持同一相位，在一定条件下可以使一个谐振模式成为优先输出的模式，从而实现锁模。
同时，激光器工作的稳定性也是锁模技术的关键问题之一，因为在工作过程中激光波长的波动会导致模式的切换，甚至出现模式竞争。
要稳定输出模式，需要通过对激光器中的温度、抽运泵浦功率、电流等参数的精确控制实现。
激光锁模技术作者：付永旭摘要：自由运转激光器的输出一般包含若干个超过阈值的纵模，锁模技术让谐振腔中可能存在的纵模同步振荡，让各模的频率间隔保持相等并使各模的初位相保持为常数，激光器输出在时间上有规则的等间隔的短脉冲序列。
激光锁模主要有主动锁模、被动锁模、同步锁模、注入锁模及碰撞锁模等几种。
典型锁模技术声光调制锁模是在腔内插入一个受外界信号控制的调制器，周期性改变振荡模式的某个参量而实现锁模的方法，属于主动锁模。
随着波分复用和光时分复用技术的飞速发展，锁模光纤激光器以其优越的性能将在未来高速光通信系统中发挥重要作用。
正文：一．激光锁模概念产生激光超短脉冲的技术常称为锁模技术（mode locking)。
这是因为一台自由运转的激光器中往往会有很多个不同模式或频率的激光脉冲同时存在，而只有在这些激光模式相互间的相位锁定时，才能产生激光超短脉冲或称锁模脉冲。
世界上是在1964年底首先对He-Ne激光器实现锁模并获得了910--s的10~10光脉冲列。
此后，激光锁模的理论和方法不断推陈出新，相继出现了红宝石、)量级的窄脉冲。
八十YAG、钦玻璃及有机染料等锁模激光器，获得了ps(1210-年代初，Fork等人又发展了碰撞锁模的理论，使锁模光脉冲进入了fs(1510-)量级，这是至今在实验室利用其它手段尚不能实现的最短时标。
这就为研究物质微观世界超快速过程提供了新的工具，并将开阔这些领域的新前景。
.二．激光锁模原理自由运转激光器的输出一般包含若干个超过阈值的纵模，如图所示。
这些模的振幅及相位都不固定，激光输出随时间的变化是它们无规则叠加的结果，是一种时间平均的统计值。
假设在激光工作物质的净增益线宽内包含有N 个纵模，每个纵模输出的电场分量可用下式表示:那么激光器输出的光波电场是N 个纵模电场的和，即E q 、ωq 、φq 为第q 个模式的振幅、角频率及初位相。
各个模式的振幅E q 、初位φq 均无确定关系,各个模式互不相干,因而激光输出是它们的无规叠加的结果,输出强度随时间无规则起伏。
短脉冲激光器锁模技术的研究摘要：短脉冲锁模激光器因其紧凑小巧、成本低和光束质量好等优点，近年来获得了快速发展。
锁模技术作为脉冲激光器的关键技术成为了近年来全球激光研究的一个焦点。
根据锁模原理可将锁模光纤激光器分为三类：主动锁模光纤激光器、被动锁模光纤激光器、主被动混合锁模光纤激光器。
本文对各类产生短脉冲的锁模光纤激光器的关键技术以及最新研究进展作了较为详细的介绍，同时对其应用以及发展趋势进行了描述。
关键词：短脉冲锁模激光器；主动锁模；被动锁模；混合锁模Summary of short-pulse mode-locked laser technologyCollege of Photoelectrical Engineering, Chongqing University of Post, Chongqing 400065, ChinaAbstract:Short pulse mode-locked lasers have been developed rapidly in recent years, owing to their virtues of compact structure, low cost and good beam quality, etc. According to the principle of mode-locking, mode-locked fiber lasers can be classified into three kinds: active mode-locked fiber lasers, passive mode-locked fiber lasers, and active-passive-mixed mode-locked fiber lasers. In this paper the critical technology and the research progress of all kinds of mode-locked fiber lasers are introduced in details. Furthermore, the prospect of their applications is discussed.Key words: short pulse mode-locked lasers; active mode-locking; passive mode-locking; mixed mode-locking0 前言短脉冲技术是物理学、化学、生物学、光电子学，以及激光光谱学等学科对微观世界进行研究和揭示新的超快过程的重要手段[1]。
