书书书
第
36
卷
第
8
期
中
国
激
光
Vol.36
,
No.8
2009
年
8
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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2009
文章编号:
02587025
(
2009
)
08193205
基于
犔犇
脉冲调制的全光纤
犕犗犘犃
结构激光器
冯宇彤
杜松涛
杨
燕
周
军
陈卫标
(中国科学院上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室,上海
201800
)
摘要
报道了一台实用化的基于主振荡
功率放大(
MOPA
)方式 工作 的全光 纤高 重复频 率脉 冲激光 器。以基 于高
速
MOSFET
驱动电源的调制激光二极管(
LD
)作 为种 子激 光 器,采 用 两级 串联 的 单模 双包 层 光纤 作为 预 放,利 用
双包层光纤为主放。该器件可以得到重复频率高达
600kHz
的窄脉冲输出。在重复频率
125kHz
时,得到脉宽
10
ns
,平均功率
2.4 W
的激光输出。研制的激光器具有较好的稳健性,将应用到空基的三维成像激光雷达中。
关键词
激光器;光纤激光器;主振荡功率放大;脉冲调制
中图分类号
TN248.1
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犆犑犔20093608.1932
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;
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收稿日期:
20090310
;收到修改稿日期:
20090320
作者简介:冯宇彤(
1982
—),男,博士研究生,主要从事微型全固态激光器方面的研究。
Email
:
y
tfen
g
@
mail.siom.ac.cn
导师简介:陈卫标(
1969
—),男,研究员,博士生导师,主要从事激光遥感技术等方面的研究。
Email
:
wbchen
@
mail.shcnc.ac.cn
1
引
言
以激光二极管(
LD
)为抽运源,掺杂光纤为工作
物质的光纤 激 光 器,具 有 电 光 效 率 高、废 热 管 理 简
单、结构设计灵活等优点,已成为固体激光技术的研
究热 点
[
1
~
3
]
,特 别 是在对功 耗 和热控有 严 格要求的
场合,如移动设备、太 空飞行等 应 用中,光纤激光 器
优势更加明显,而高 可 靠性的光 纤 激光器也 是 研究
的重点
[
4
,
5
]
。
基于种 子 光 源 主 振 荡 功 率 放 大 (
MOPA
)方 式
的光纤脉冲激光器,可 获 得较高脉 冲 能量和较 高 平
均功率的激光输出,由于其具有斜率效率高、输出脉
冲特性可通过种子 光源控制 等 优点,已成为一 项 研
究热点
[
6
~
8
]
。
2002
年,
Lim
p
ert
等
[
9
]
以 脉 冲 固 体 激
光器作为 种 子 源
,利 用 芯 径
30
μ
m
的 光 纤 进 行 放
大,获得了平均功率
100 W
,重复频率
50kHz
,脉冲
宽度
90ns
的脉冲 激光输出。
2005
年,美国密歇 根
州大学以单模
LD
为种子光 源,采 用 多 级 光 纤 放 大
的方式,获得了最高
86 mJ
脉冲能量 的 光纤激光 输
出
[
10
]
。
2009
年,中国电子科技集团第十一所以脉冲
固体激光器为种子 源,通 过两级双 包 层光纤串 联 结
构,获得了平均功率
103 W
,重复频率
50kHz
,脉冲
宽度
12.7ns
的脉冲激 光 输出
[
11
]
。目前,高平均功
率的脉冲光纤激光 器 主要问题 是 难以兼顾 高 功率
、
窄脉冲和高重复频率。
根据 三维激光成 像雷达的需 要,本文开展全 光
纤、高重复频率、窄 脉冲光纤 激 光器的研 究,实 现 了