081657分布布拉格反射光纤激光器实验研究

MOPA结构脉冲光纤激光器输出特性的实验研究陈圳;任海兰【摘要】A two-stage optical amplification system is constructed by using double-clad Yb-doped fiber as the gain medium and multi-mode continuous pumped laser diode as the pump source.The circuit-direct modulated semiconductor laser is used as seed source to develop Master-Oscillator Power-Amplified (MOPA)fiberized pulsed fiber lasers.The output power character-istics of the fiber laser and gain characteristics of the secondary amplifier under different pulse width and repetition frequency are studied experimentally.A pulsed laser output with central wavelength of 1.06μm,peak power of 10.4 kW and maximum average power of 21 .3 W is obtained by adj usting the seed source under the condition that the primary pumped power is 2 W and secondary pumped power is 31 W.The maximum gain can reach 16.7 dB at 900 kHz repetition frequency.The experimen-tal results show that the pulse width and repetition frequency are positively correlated with the laser output power.At high rep-etition frequency,the gain characteristics of optical amplifier are positively correlated with the pulse width.%采用双包层掺镱光纤作为增益介质,多模连续泵浦激光二极管作为泵浦源,构造了两级光放大系统;采用电路直接调制的半导体激光器作为种子源,研制了主振荡功率放大结构全光纤化脉冲光纤激光器.对不同脉冲宽度、重复频率下的激光器输出功率特性和二级放大器的增益特性进行了实验研究.在一级泵浦光功率为2 W、二级泵浦光功率为31 W的条件下,通过对种子源直接调制,得到了中心波长为1.06μm、峰值功率为10.4 kW、最大平均功率为21.3 W的脉冲激光输出.在900 kHz重复频率下具有最高增益16.7 dB.实验结果表明,脉冲宽度和重复频率与激光输出功率呈正相关;在高重复频率下,光放大器增益特性与脉冲宽度呈负相关.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】4页(P52-54,72)【关键词】光纤激光器;主振荡功率放大;脉冲激光;级联放大器【作者】陈圳;任海兰【作者单位】武汉邮电科学研究院,武汉 430074;武汉邮电科学研究院,武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TN2560 引言光纤激光器因具有光束质量高、成本低、转换效率高、稳定性好、体积小、兼容性强、寿命长和散热快等优点而备受关注。

证 明， 涂敷层去除厚度随激光脉冲能量密度的增加呈对数增长 ， 随红外激光脉冲数的增加呈对
数变化， 随紫外激光脉冲数的增加呈线性变化， 去除效果在红外激光 ８ １ｊｃ ２ 且 ．５／ ｍ 、０个脉冲 和紫外激光 ４２ Ｊｃ ８０个脉冲下达到最佳。 ５ ｍ ／ｍ 、 ０ 关键词： 激光剥离； 激光去除； 激光蒸发； 光纤加工
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第３ ６卷 第 １期
２０ ０ ６年 １ 月
激 光 与 红 外
Ｉ Ｓ Ｒ ＆ Ｉ ＲＡＲＥ Ａ Ｅ ＮＦ Ｄ
Ｖｏ ． ６， ｏ １ １３ Ｎ ．
Ｊ ｎ ａｙ ２ ０ ａ ｕ ｒ ，０ ６
文章编号 ：０ １５ ７ （ ０ ６ ０ － ３ － １０ －０ ８ ２０ ） １ ０ ５０ ． ０ ４
ｃ ａｉ ｇ ｒ ｍ ＭＦ ８ ｏ ｔ ａ ｂ ｒ ｈ ｅａ ｉｎ ｈｐ ｅｗｅ ｎ ｌｓ ｒ ｆ ｅ ｃ ，ｔ ｅ ｎ ｍｂ ｒ ｏ ｕ ｓ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ａ ｌｔ ｎ ｏ ｔ ｓｆｏ Ｓ ２ ｐ ｉ ｌｆ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｓ ｉ ｓ ｂ ｔ ｅ ａ ｅ ｕ ｎ ｅ ｈ ｕ ｅ ｆ ｐ ｌ ｎ ｈ ｂ ａ ｉ ｎ ｃ ｉ ｏ ｌ ｅ ｏ
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１ 引 盲
械式 不仅 很难 实现 产 品 的全 自动 化加 工 且 费 时 、 费
力、 重复性差 ， 还可能会给环境造成一定 的污染 。 Ｊ 本文着重介绍 的激光去 除光纤涂敷层技术 以其安

光纤光栅的应力和温度传感特性研究 (1)一光纤光栅传感器理论基础 (1)1 光纤光栅应力测量 (1)2 光纤光栅温度测量 (2)3 光纤光栅压力测量 (3)二光纤光栅传感器增敏与封装 (4)1 光纤光栅的应力增敏 (4)2 光纤光栅的温度增敏 (5)3 光纤光栅的温度减敏 (5)4 嵌入式敏化与封装 (6)5 粘敷式敏化与封装 (7)三光纤光栅传感器交叉敏感问题及其解决方法 (9)1 参考光纤光栅法 (10)2 双光栅矩阵运算法 (10)3 FBG与LPFG混合法 (11)4 不同包层直径熔接法 (12)5 啁啾光栅法 (12)光纤光栅的应力和温度传感特性研究一光纤光栅传感器理论基础1 光纤光栅应力测量由耦合模理论可知，光纤布拉格光栅(FBG)的中心反射波长为：2B eff n λ=Λ (1)式中：eff n 为导模的有效折射率，Λ为光栅的固有周期。

当波长满足布拉格条件式(1)时，入射光将被光纤光栅反射回去。

由公式(1)可知，光纤光栅的中心反射波长B λ随eff n 和Λ的改变而改变。

FBG 对于应力和温度都是很敏感的，应力通过弹光效应和光纤光栅周期Λ的变化来影响B λ，温度则是通过热光效应和热胀效应来影响B λ。

当光纤光栅仅受应力作用时，光纤光栅的折射率和周期发生变化，引起中心反射波长B λ移动，因此有：eff BB effn n λλ∆∆∆Λ=+Λ (2) 式中：eff n ∆为折射率的变化，∆Λ为光栅周期的变化。

光栅产生应力时的折射率变化：()21211112effeff e effn n P P P n μμεε∆=---=-⎡⎤⎣⎦ (3) 式中： ()21211112e eff P n P P μμ=--⎡⎤⎣⎦ (4) ε是轴向应力，μ是纤芯材料的泊松比，11P 、12P 是弹光系数，e P 是有效弹光系数。

假设光纤光栅是绝对均匀的，也就是说，光栅的周期相对变化率和光栅段的物理长度的相对变化率是一致的。

声光调制实验【实验目的】1、了解声光调制实验原理；2、研究声场与光场相互作用的物理过程；3、测量声光效应的幅度特性和偏转特性。

【实验仪器及装置】声光调制实验仪（半导体激光器、声光调制晶体、光电接收等）、示波器。

图5.1 所示为声光调制实验仪的结构框图。

由图可见，声光调制实验系统由光路与电路两大单元组成。

图5.1 声光调制实验系统框图一、光路系统由激光管（L）、声光调制晶体（AOM）与光电接收（R）、CCD接收等单元组装在精密光具座上，构成声光调制仪的光路系统。

二、电路系统除光电转换接收部件外，其余电路单元全部组装在同一主控单元之中。

图5.2 主控单元前面板图5.2为电路单元的仪器前面板图，各控制部件的作用如下：∙电源开关控制主电源，按通时开关指示灯亮，同时对半导体激光器供电。

∙解调输出插座解调信号的输出插座，可送示波器显示。

∙解调幅度旋钮用于调节解调监听与信号输出的幅度。

∙载波幅度旋钮用于调节声光调制的超声信号功率。

∙载波选择开关用于对声光调制超声源的选择：关——无声光调制80MHz——使用80MHz晶振的声光调制Ⅰ——60～80MHz 声光调制Ⅱ——80～100MHz 声光调制∙载波频率旋钮用以调节声光调制的超声信号频率。

∙调制监视插座将调制信号输出到示波器显示的插座。

（输出波形既可与解调信号进行比较，也可呈现出射光的能量分布状态）∙外调输入插座用于对声光调制的载波信号进行音频调制的插座。

（插入外来信号时1kHz内置的音频信号自动断开）∙调制幅度旋钮用以调节音频调制信号的幅度。

∙接收光强指示数字显示经光电转换后光信号大小。

∙载波电压指示数字显示声光调制的超声信号幅度。

∙载波频率指示数字显示声光调制的超声信号频率。

图5.3 控制单元后面板图5.3为电路单元的仪器后面板图，板面各插座的功能如下：∙交流电源右侧下部为标准三芯电源插座，用以连接220V交流市电，插座上方系保护电源用的熔丝。

∙至接收器与光电接收器连接的接口插座。