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LD泵浦放大样的水平方式

[ 时间:2018-04-16 来源:http://www.kenflor.com/ 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

当泵浦电流小于5A时,没有自激振荡出现,时序图是稳定的,表明光场是连续光。但是当泵浦电流大于6A时,自激振荡出现了,时域图也对应出现了脉冲,说明自激振荡产生了脉冲光,这样佛山肯富来水泵厂就能够解释光谱展宽的原因了。当泵浦功率低时,光纤中的增益并不高,只有纯粹的ASE光谱出现。但是当泵浦功率较高时,自激振荡产生了脉冲光,而脉冲光的峰值功率较高,很容易激发受激拉曼散射和模式不稳定性等非线性效应,从而激发了很多新的光谱的产生,当非线性效应足够强时便产生了超连续谱。

图1:自激前(a)和自激后(b)的时域图

自激前(a)和自激后(b)的时域图

而在976nmLD泵浦时,可能是由于吸收很快,增益较高,产生的脉冲功率非常高,很容易就把光纤烧毁,具体原因还有待进一步已经。因而不适合做这种ASE产生自激振荡的实验,对光纤和其他器件都存在较大风险。而级联泵浦则在这方面比较好控制,即能够降低增益减小风险,又能够增强非线性性观察到许多新的现象,故存在很多优势。

 

通过前面的级联泵浦DSCCP光纤自发辐射实验,佛山肯富来水泵厂发现10/125-125的掺镱光纤吸收太弱,而需要的光纤长度太长使得损耗相对较大,因此不适合用来做功率放大实验。由于1018nm激光器级联泵浦的吸收系数很小,所需要的光纤长度会非常长,所以必须从根本上改变工艺来降低损耗,否则其功率放大效果会很差,很难体现出级联泵浦高功率放大器的优势来。在光纤损耗不能显著改善的情况下,只能通过增大掺杂浓度和纤芯包层比来提高吸收系数。

 

实验采用的种子源仍然是前面的10W的1064nm激光器,隔离器的输入光纤和输出光纤分别为10pm/125pm和25pm/250pm,都能够与种子源和DSCCP光纤的信号纤光纤向匹配。种子光通过隔离器后为10W,级联泵浦的泵浦源为1018nm的光纤激光器,最高输出功率为80W,NA为0.07,输出光纤纤芯包层分别为15pm/130pm。由于输出光纤与DSCCP光纤的泵浦纤不匹配,我们利用一个7X1合束器来作为模场适配器,同时还能将输出光束的NA提高为0.22。合束器的输入和输出光纤参数分别为105pm/125pm、NA0.15和220pm/242pm、NA0.22。

 

在DSCCP光纤的信号纤输出端,佛山肯富来先测量了信号纤和泵浦纤的输出功率;再对残余泵浦光进行了倾泻,然后在准直后用二色镜将泵浦光和信号光分离,最后分别测量了信号纤中信号光和泵浦纤中残余泵浦光功率,并同时记录光谱。

 

输出结果显示,信号纤总输出功率为44.3W,其斜率效率为47.4°%,其中信号光输出功率为32.4W,其斜率效率为33°%;而泵浦纤残余泵浦光功率为14.2W,其斜率效率为16.9%。因此总输出光功率为58.5W,总输出效率为64.3%。由光谱图可以看出,经过泵浦倾泻后,信号光与泵浦光之差接近20dB,残余泵浦光对信号光功率测量的影响很小,可以忽略不计。无论信号纤还是泵浦纤中都残余了很多的泵浦光,因此40m的光纤长度显然还是不够的,预计70m可以把大部分泵浦光吸收掉,放大效率能够接近50%。

 

虽然级联泵浦DSCCP光纤放大的效率还不高,但是这个实验确实验证了这种光纤级联泵浦放大器的可行性。通过这个实验,佛山肯富来可以总结出如下结果:由于光纤的吸收系数太小,需要的光纤长度过长,导致损耗相对较大、放大效率较低。同时,过长的光纤还会导致非线性效应阈值的降低,限制输出功率的提升。因此,提高吸收系数是1018nm级联泵浦DSCCP光纤放大器应用需要解决的最关键问题。

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