全光纤激光器的光路全部由光纤和光纤元件构成,光纤和光纤元件之间采用光纤熔接技术连接,整个光路完全封闭在光纤波导中。这种天然的全封闭性光路一旦形成,无需另加隔离措施即可自成体系,实现与外界环境的隔离。由于光纤细小并具有很好的柔性,光路可盘绕和沿细小的管道穿行,因此,全光纤激光器能够在比较恶劣的环境下工作,输出光可穿过狭小的缝隙或沿细小的管道进行远距离传输。这些特点在工业应用中优势巨大,激光器不但能适应比较恶劣的工作环境,而且可使激光器远离出光点,可将激光引入到以前很难到达的地方,可非常容易移动和改变出光点,实现多加工点共用一台激光器,可使激光加工设备的设计具有更高的灵活性等等。横模的定义是垂直于激光传播方向上某一横截面上的稳定场的分布。热光效应激光光源分类
光纤中掺杂化合物可以提高PCF的非线性,如PCF中掺杂GeO2可以增强拉曼响应和克尔效应,但掺杂使光纤的零色散波长红移,为有效产生可见光超连续谱,通常需要拉锥或特殊结构设计(如Y形芯)改变光纤参数。多波长泵浦方案中,可通过非线性晶体倍频产生多波长泵浦源,或者通过PCF四波混频获得多波长泵浦源后再级联另一种PCF产生可见光超连续谱。在遥感成像、遥感探测等领域,期望获得更高功率的超连续谱光源。为获得较高的非线性系数,用于产生超连续谱的PCF模场面积通常较小。而作为超连续谱产生的泵浦激光,为获得高功率需要选用较大模场面积的增益光纤。高功率超连续谱产生过程中选用的增益光纤与PCF的模场面积相差数倍甚至一个数量级以上。深圳连续可调激光光源推荐货源激光的颜色很纯,其单色性比普通光源的光高10倍以上。
光子晶体光纤(PCF)具有可控的零色散点波长和高的非线性系数,被用于非线性光学方面。而其大模面积和无截止单模的设计,有效地克服了常规光纤的缺陷,可明显改善光纤激光器的某些性能。因此,研究PCF产生超连续谱及PCF激光器,具有重要的学术价值和实际应用价值。作为一种比较新型的激光晶体,Nd:GdVO4晶体除了具有Nd:YVO4晶体的优点之外,它的热导率也稍高于Nd:YAG晶体,被认为是一种在高功率全固态激光器领域很有发展前景的激光晶体。本论文的主要内容及创新点概括如下:对光子晶体的概念、原理、特性、分类、制备方法、计算方法、应用和前景进行了比较系统的综述;简要介绍了光子晶体光纤的特点、种类、制作方法、研究现状及其潜在应用价值。采用光参量放大器泵浦2.5米保偏PCF获得了超过两个倍频程(300nm-1350nm)的超连续谱,在1.5(m-1.8(m范围内也观察到了弱的光谱峰,OH离子的吸收造成了在1.4(m左右的光谱凹陷;采用锁模钛宝石飞秒激光器泵浦2米非线性PCF获得了谱宽为390nm-1370nm的超连续谱。在800mW的输入功率下得到了超连续谱的输出功率为60mW;采用钛宝石放大器泵浦保偏PCF得到了谱宽为380nm-1750nm的超连续谱,带宽超过了两个倍频程。
较之于其他光源,光纤激光器被用作传感光源有许多优势。首先,光纤激光器有效率高、可调谐、稳定性好、紧凑小巧、重量轻、维护方便和光束质量好等优异性能。其次,光纤激光能很好地与光纤耦合,与现有的光纤器件完全兼容,能进行全光纤测试。目前,基于可调谐窄线宽光纤激光器的光纤传感是该领域的应用热点之一。该类型光纤激光器的光谱线宽很窄,具有超长相干长度,并且可以对频率进行快速调制。把这种窄线宽光纤激光器应用到分布式传感系统,可实现超长距离、超高精度的光纤传感。在美国和欧洲,这种基于可调谐窄线宽光纤激光器的传感技术被广泛应用到国土安全及重要设施监测、石油/天然气管道监测以及水下声纳探测等众多领域。描述光波特征的参量有光强、波长、相位、偏振态等。
光纤激光器取得突破时,很多从事光通信光纤器件研制生产的企业转向到能量型的专门用于光纤激光器的器件的研制和生产。而在国内,虽然有很多从事光通信光纤器件研发的企业,但直到现在,专门生产光纤激光器用器件的公司仍非常少,而且面向的市场也大多是国外。正是这种基础上的空白导致我国光纤激光产业的滞后。所以,大力发展专门用于光纤激光器的光纤器件是我国光纤激光产业化的必由之路。而发展高功率光纤器件是其中的重中之重,光纤激光器重要的一个发展方向是往高功率发展,而且用于制造高功率光纤激光器的器件必须能承受高功率,普通的用于光通信的器件是无法做到的。另外,保偏器件也是其中重点的器件之一,对于锁模光纤激光器,由于机械振动引起的激光在谐振腔内偏振态的起伏,以及偏振模色散会导致脉冲振幅的抖动和光波长的漂移。消除这种影响的有效方法是采用全保偏光纤谐振腔,即使用保偏掺铒光纤和保偏单模光纤、偏振无关隔离器、保偏耦合器和偏振控制器,这些器件的使用可以有效地提高输出锁模脉冲的稳定性。功率稳定性表征的是激光输出功率在一定时间内的不稳定度,一般分为RMS稳定性和峰峰值稳定性。保偏输出激光光源推荐货源
光纤传感系统使用的光源种类很多,可分为相干光源和非相干光源两大类。热光效应激光光源分类
实现激光器单波长扫频本质上是对激光腔内器件的物理性能(通常是运行带宽的中心波长)的调控,从而实现对腔内的震荡纵模进行控制和选择,以达到对输出波长进行调谐的目的。基于此原理,早在上世纪80年代,可调谐光纤激光器的实现主要通过将激光器的一个反射端面换成反射式衍射光栅,通过衍射光栅的手动旋转调谐实现激光腔模式的选择。1990年,Lwatsuki等人在自由运行的光纤环形激光腔中加入光纤窄带宽滤波器件,真正意义上实现了单波长输出的掺铒光纤激光器。热光效应激光光源分类
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