高功率1018nm光纤激光器实验及工程化研究

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随着高功率光纤激光器的不断发展,兼具高亮度泵浦源以及较低废热损耗这两种优势的同带泵浦技术成为研究热点,对该技术的代表性泵浦源—1018 nm光纤激光器进行工程化研究对光纤激光器输出功率的进一步提升及其产业化推广具有一定的实际意义。本文以同带泵浦高功率光纤激光器实验用泵浦源的需求为背景,对1018nm高功率光纤激光器展开了实验性以及工程化研究,以期为实现高功率光纤激光器的产品化提供工程参考。论文开展的相关研究工作以及主要的研究成果如下:  (1)ASE的抑制方法研究由于1018nm激光波长特殊,很容易发生自发辐射(ASE),严重影响1018 nm激光的输出。本文通过实验对1018nm光纤激光器实验中ASE的抑制方法进行了研究探讨,并最终成功在实验中获得了纯净的1018 nm激光输出,完全地抑制了ASE的发生;提出了一种估算增益光纤最优长度的方法,确定了规格为30/250μrn的双包层掺镱光纤的理论最优长度在3~3.34 m范围内;通过采用多组双包层掺镱光纤进行实验,获得了令人满意的输出功率及斜效率,从而确定了工程化样机所采用的方案。  (2)对1018 nm光纤激光器工程化进行了探索提出了光、电一体式的整体设计方案;对光纤激光器的发热、冷却及熔点质量等方面进行了研究,完成了对整机系统的设计;最终,基于上述的前期研究成果,成功地搭建了200W1018nn光纤激光器样机以及300W1018nm光纤激光器样机,分别获得了输出功率为272W、斜效率为88%的稳定激光输出以及输出功率为305 W、斜效率为86%的稳定激光输出;样机均通过稳定性测试,工作状态良好。
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