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光纤激光器已经成为国际固体激光领域的发展热点,从20世纪80年代以来,光纤激光器从激活介质到工作形式都在发生日新月异的变化,其技术不断完善并屡屡创新。本论文围绕LD泵浦的掺镱双包层光纤激光器的特性进行了的理论和实验研究,主要研究内容和成果概括如下:
1.采用972nm泵浦源对9m长的掺镱双包层光纤进行泵浦,得到10.068W的激光输出,激光峰值波长1079.2nm。斜率效率达63%,在最大激光输出处的光-光转换效率为48.8%,各项指标为目前国内同类器件先进水平。依此对结果进行了理论数值分析,与实验结果基本吻合;
2.采用915nm泵浦源对20m长的同类型光纤进行了泵浦,得到4.006W的激光输出,激光峰值波长为1076.8nm,斜率效率达75%,在最大激光输出处的光-光转换效率为62%,填补了国内光纤激光器采用915nm泵浦源的空白,为国内领先水平;
3.在以上基础上,将自己低温生长的CaAs吸收体作为光纤激光器的后腔镜进行实验,泵浦源采用最大输出功率为33W的972nm泵浦源,最终实现了光纤激光器的被动调Q锁模,锁模频率为11.1MHz,平均功率达290mW,各项指标均为国内同类器件领先水平;
4.提出了两种新的光纤激光器泵浦方法:飞秒激光打孔侧面泵浦法和磨抛型光纤合束器泵浦法,分析了各自的优缺点,并作了相关实验,前者的耦合效率达10%,后者的耦合效率达30%,用两种方法泵浦同类型掺镱双包层光纤分别得到639毫瓦和550毫瓦的光纤激光器激光输出,激光峰值波长为1074nm和1069nm。斜率效率各为71%、56.8%。