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980 nm波段的掺镱光纤激光器因有望获得高亮度激光输出,代替980 nm波段的半导体激光器成为掺铒/镱光纤激光器高亮度的抽运源而备受关注。从980 nm波段光纤激光器广泛使用的4类增益光纤——单模单包层掺镱光纤、常规双包层掺镱光纤、JAC(Jacketed air-clad)掺镱光纤以及超大纤芯掺镱光子晶体光纤出发,对国际上各研究机构所做的工作进行了综述,介绍了其实验进展和存在的问题。最后就980 nm波段光纤激光器的未来发展方向进行了探讨。
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激光与光电子学进展
49
,
080007
(
2012
)
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○
C
2012
《中国激光》杂志社
980狀犿
光纤激光器发展现状与展望
刘
莹
曹涧秋
肖
虎
郭少锋
司
磊
(国防科学技术大学光电科学与工程学院,湖南 长沙
410073
)
摘要
980nm
波段的掺镱光纤激光器因有望获得高 亮度 激光 输出,代 替
980nm
波 段 的 半 导 体 激 光 器 成 为 掺 铒/
镱光纤激光器高亮度的抽运源而备受关注。从
980nm
波段光纤激光器广泛使用的
4
类增 益 光纤———单模单 包 层
掺镱光纤
、常规双包层掺镱光纤、
JAC
(
Jacketedairclad
)掺镱光纤以 及 超大纤 芯掺 镱光 子晶 体光 纤出 发,对 国 际 上
各研究机构所做的工作进行了综述,介绍了其实验进展和存 在的 问题。最 后 就
980nm
波 段 光 纤 激 光 器 的 未 来 发
展方向进行了探讨。
关键词
光纤光学;光纤激光器;掺镱光纤;转换效率
中图分类号
TN248
文献标识码
A
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:
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060.2310
;
060.3510
;
140.361
收稿日期:
20120105
;收到修改稿日期:
20120306
;网络出版日期:
20120521
作者简介:刘
莹(
1988
—),女,硕士研究生,主要从事
976nm
光纤激光器方面的研究。
Email
:
y
in
g
he
@
mail.ustc.edu.cn
导师简介:司
磊(
1971
—),男,研究员,主要从事高能激光光束控制方面的研究。
Email
:
w
_
zt
@
163.com
通信联系人。
jq
_
cao
@
126.com
1
引
言
掺镱光纤激光器(
YDFL
)具有光束质量好、结构紧凑和转换效率高等优点,在工业加工领域有着广阔的应
用前景。随着双包层光纤制造技术的发展和激光二极管(
LD
)制造工艺的提高,光纤激光器的输出功率迅速提
升。目前,以
LD
作为抽运源已成功实现了千瓦级的光纤激光输出。不过,
LD
的亮度有限,限制了光纤激光器
功率输出的进一步提高。
IPG
公司的
Shkurikin
指出,受抽运激光二极管亮度及热效应的限制,采用
LD
抽运的
传统高功率掺镱光纤激光器的输出将一直限制在千瓦级水平,掺镱光纤放大器或激光器获得更高功率输出的
关键之一在于使用亮度更高的抽运光源。
2009
年,
IPG
公司利用
1018nm
光纤激光器抽运掺镱光纤(
YDF
),实
现了
10kW
的单模激光输出
[
1
]
。然而由于镱离子在
1018nm
附近的吸收截面比其在
976nm
附近的吸收截
面
[
2
]
低
1
~
2
个量级,这 对 掺镱光 纤 的设计 和 抽运方 案 的选取 提 出了极 高 要 求。 而 以
980nm
波 段 (
974
~
980nm
,以下简称
980nm
)光纤激光抽运掺镱光纤,在提高了抽运光亮度的同时又有利于掺镱 光纤 的吸 收,
有望实现千瓦级以上的激光输出。此外,
980nm
光纤 激光 器可 通过
BIBO
晶体、
KTP
晶体、
LBO
晶体 及周
期性
M
g
O∶LiNbO
3
波导等进行频率转换,获得新的激光频率输出。其中倍频产生的
480
~
490nm
激光可以
0800071
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