摘要：光纤拉曼增益谱的测量对光纤激光器的设计与优化至关重要。当前光纤拉曼增益谱的测量主要是基于小信号增益法,但该方法测试时间较长,且可测量的频移范围受限于信号源的波长调谐范围,难以获得光纤在大频移范围内的拉曼增益谱。为此,提出了一种利用光纤的自发拉曼散射谱来反演光纤在大频移范围内拉曼增益谱的方法。利用该方法测量了两款光纤——掺磷光纤与掺锗光纤在1~42 THz频移范围内的拉曼增益谱。在1.6~22 THz频移范围内,基于该方法测得的拉曼增益系数与基于小信号增益法测得的结果基本一致。该工作为测量光纤在大频移范围内的拉曼增益谱提供了一种解决方案。

摘要：当前,光纤激光器工作温度范围一般较窄,如果能够扩展激光器的工作温度范围,则有望在更多的环境和领域得到应用。近期,国防科技大学基于风冷结构的光纤耦合半导体激光器(LD)泵浦的全光纤振荡器方案,在-50~50℃超宽温范围内实现了1 kW量级的激光输出。通过优化系统设计,有望进一步提升宽温运行激光器的输出功率。

摘要：简要回顾了高功率掺镱光纤激光器的发展历程,指出宽温运行光纤激光器的需求与应用场景。综述已有关于光纤激光器在变温条件下的研究成果,在高功率光纤激光器的发展中,工作温度对光纤激光器造成的影响将进一步显现。介绍了利用现有光纤器件以及传统光纤激光器设计的宽温运行光纤激光器案例。通过系统设计和结构优化,本课题组已成功实现千瓦级的宽温运行光纤激光器,整机运行温度从常温拓展到-30℃。进一步的功率提升和温度范围拓展还需要对光纤激光器工作机理、光纤器件温度特性等方面进行深入研究。此外,展望了宽温运行光纤激光器的发展趋势,研究结果为高功率宽温运行光纤激光器的发展提供了参考。

摘要：采用二氧化碳激光逐点刻写技术对2μm波段长周期光纤光栅(LPFG)的传输特性进行了实验研究,探索了光栅周期、折射率调制深度、光栅周期数等光栅刻写参数对光纤光栅在2μm波段特征损耗峰的影响。仿真和实验结果均表明,2μm波段LPFG的谐振中心波长和谐振峰深度可分别通过光栅周期以及光栅长度来调谐,激光扫描次数以及折射率调制都将增加光纤内模式的耦合强度。此外还探究了2μm波段LPFG对于环境温度的敏感特性,通过设计实验测得该波段LPFG的温度灵敏性为74 pm/℃。该研究在2μm波段光纤激光器及其应用的核心器件方面有潜在的应用价值。

摘要：在分析单个衰减片、一对类V字型排列的衰减片、一对平行型排列的衰减片光斑分裂特征的基础上,给出N个衰减片使用时,光斑能量分裂、分裂光斑各级中心间距及重叠部分的表征方法。探寻出2种有效的解决方案,并给出详细的设计方法、使用方法。研究结果表明:存在最优入射角,可使各级杂斑间距最大,对于折射率为1.4~1.7的常用的衰减片介质材料,最优入射角为48°~50°;充分利用类V字型、平行型组合衰减片的光路传输特点,合理摆放衰减片、科学使用光阑,可有效去除各级杂斑,获得理想的单一主光斑。

摘要：光子灯笼是近几年兴起的一种光电子器件,可实现多模系统与多个单模系统之间的低损耗耦合,其一端为一根满足特定模式条件的多模波导,另一端则由一束相对较细的单模波导组构成。主要分析了光子灯笼的工作原理和几种特定的实现方式,并对这几种特定结构的特点和应用进行了概述。介绍了光子灯笼在天文光学、多路复用、模式控制、高能激光方面的应用和研究进展,对光子灯笼作为一种低损耗光波导器件在未来光学系统中的应用进行了展望。

摘要：锥形光纤纤芯直径沿着光纤长度方向均匀增大,在抑制非线性效应方面有着独特的优势。理论对比了单横模高斯光束输入时,输入纤芯直径均为50μm、纤芯直径沿着光纤长度方向恒定、线性增大和非线性增大的变纤芯直径传能光纤的输出光谱演化和拉曼光特性。在相同条件下,输入功率10 kW时,恒定型传能光纤的输出光谱中,拉曼抑制比(定义为输出光谱中信号光峰值强度分贝值与拉曼光峰值强度分贝值之差)为33.1 dB,线性增大和非线性增大型的输出拉曼抑制比分别为47.0,48.6 dB,分别优于恒定型传能光纤13.9,15.5 dB;输入功率达17.5 kW时,恒定型传能光纤中有81.6%的输入能量被耗散或转移到其他波长,线性增大和非线性增大型仅不到2%,其输出的信号光波段能量占总输入能量的98.1%,98.9%。结果表明,使用线性增大型或非线性增大型传能光纤代替恒定型常规光纤,可以有效提高受激拉曼散射阈值,相关研究可以为大功率光纤合束器和光纤端帽的设计提供有益参考。

摘要：窄谱光纤激光器在光束合成等领域有着广泛的应用,然而模式不稳定效应的出现严重限制着窄谱光纤激光器的功率提升。提出并验证了采用新型981 nm稳波长泵浦方案,能够应用于窄谱激光放大并提升模式不稳定效应阈值,通过采用单端后向泵浦结构,将单模窄谱光纤放大器功率提至4 kW以上。实验中采用白噪声相位调制展宽单频激光作为窄谱种子,主放大级分别采用稳波长976 nm和981 nm两种泵浦源单端后向泵浦。在采用976 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至3.4 kW,出现典型的模式不稳定效应特征,功率提升受到限制。在采用981 nm泵浦源泵浦时,窄谱激光最高放大至4.05 kW,且并未出现模式不稳定效应,输出光束质量M2因子为1.3,进一步功率提升仅受限于泵浦功率。通过优化激光器设计、结合双向泵浦结构,有望实现更高功率的窄谱光纤激光输出。

摘要：设计了纤芯直径小—大—小变化的"纺锤形"增益光纤,利用该光纤可均衡模式不稳定和受激拉曼散射抑制的矛盾,提升光纤激光器的输出功率。基于自研的纺锤形增益光纤搭建了主振荡功率放大器(MOPA),实现了5 kW的功率输出,放大器光光效率为66.6%,拉曼散射抑制比大于45 dB,M^(2)因子约2.0。通过优化光纤的设计,可以提升激光器的光束质量和效率。

摘要：高功率GTWave光纤激光器是目前光纤激光器研究的一个热点。介绍了GTWave光纤的结构,并回顾了国内外高功率GTWave光纤激光器的研究成果,可以看出,国内外GTWave光纤激光器的发展极其迅猛,其功率扩展能力非常强、结构设计非常灵活,输出功率远高于其他光纤激光器;同时,对比分析了高功率GTWave光纤激光器的特点和优势,并对今后的研究进行了展望。