全光纖結(jié)構(gòu)的線(xiàn)偏振高功率脈沖Yb光纖激光器.pdf

1、高功率脈沖光纖激光器具有高峰值功率、高光束質(zhì)量、高轉(zhuǎn)換效率、極好的散熱性、緊湊的結(jié)構(gòu)、極好的抗震性等優(yōu)勢(shì)，已越來(lái)越多地應(yīng)用于精密機(jī)械加工、激光雷達(dá)與武器、激光醫(yī)療和非線(xiàn)性光頻轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域，并逐漸成為激光光電子技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用研究的重點(diǎn)之一。MOPA結(jié)構(gòu)的脈沖光纖激光器，因其輸出脈沖特性可通過(guò)激光器種子源加以控制的優(yōu)點(diǎn)，適合全光纖化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能獲得高功率，窄脈寬、高光束質(zhì)量的激光輸出，已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。此外，許多涉及光頻轉(zhuǎn)換的應(yīng)用領(lǐng)域要求

2、線(xiàn)偏振激光輸出，因此，線(xiàn)偏振的高功率脈沖光纖激光器成為當(dāng)前研制的熱點(diǎn)之一。鑒此，本論文展開(kāi)了全光纖MOPA結(jié)構(gòu)的線(xiàn)偏振高功率脈沖Yb光纖激光器的研究。本文主要包括兩方面的內(nèi)容：基于LD直接調(diào)制的脈沖激光器種子源研究和MOPA結(jié)構(gòu)線(xiàn)偏振高重頻脈沖Yb光纖激光器研究。
　　 研制了基于LD直接調(diào)制的脈沖激光器種子源。以FPGA為控制核心，自行研制了全數(shù)字化的脈沖光纖激光器的直接電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括溫度檢測(cè)、溫度控制、LD脈

3、沖驅(qū)動(dòng)、LD保護(hù)、電源慢啟動(dòng)及上位機(jī)交互界面等功能模塊。采用該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)波長(zhǎng)為1064nm的半導(dǎo)體激光器，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率在5 kHz-10 MHz間可調(diào)、脈沖寬度在20 ns-200 ns間可調(diào)、偏振抑制比高、光束質(zhì)量因子接近1的近衍射極限的1064nm激光輸出，并能穩(wěn)定控制激光器種子源的工作溫度，控溫范圍15°-35°，控溫步長(zhǎng)為0.1°。
　　 研制了MOPA結(jié)構(gòu)線(xiàn)偏振高重頻脈沖Yb光纖激光器?；贚D直接調(diào)制的脈沖激

4、光器種子源，采用MOPA結(jié)構(gòu)、以大模場(chǎng)雙包層Yb保偏光纖作為光纖主放大器的增益介質(zhì)，研制了一個(gè)全光纖結(jié)構(gòu)的高重頻、線(xiàn)偏振脈沖Yb光纖激光器。該脈沖光纖激光器保持了激光器種子源的優(yōu)良特性，實(shí)現(xiàn)一個(gè)重復(fù)頻率5 kHz-10 MHz間可調(diào)、脈沖寬度20 ns-200 ns間可調(diào)、工作波長(zhǎng)為1064 nm的線(xiàn)偏振激光輸出。在重頻200kHz、脈寬100 ns時(shí)，獲得平均輸出功率800 mW，偏振抑制比超過(guò)25 dB、光束質(zhì)量因子接近1的近衍射極