MOPA光纖激光技術(shù)--文獻(xiàn)綜述

1、MOPA光纖激光技術(shù)光纖激光技術(shù)目錄目錄MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介12 國內(nèi)外國內(nèi)外MOPA技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀3MOPAMOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)MOPA光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)4MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介v隨著激光器研究的深入，在某些應(yīng)用領(lǐng)域要求激隨著激光器研究的深入，在某些應(yīng)用領(lǐng)域要求激光束具有很高的功率。通常采用的增加激光工作光束具有很高的功率。通常采用的增加激光工作物質(zhì)，利用調(diào)物質(zhì)，利用調(diào)Q技術(shù)或者鎖模技術(shù)，都可以提高技術(shù)或者鎖模技術(shù)，都可以提高激光輸出功率，但都存在一些困難和弊端。為了激光輸出功率，但都存在一

2、些困難和弊端。為了獲得性能優(yōu)良的高能量激光，應(yīng)用激光放大技術(shù)獲得性能優(yōu)良的高能量激光，應(yīng)用激光放大技術(shù)則是一種最佳的方法。則是一種最佳的方法。MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介vMOPA Master Oscillator Power-Amplifier 主振蕩-功率放大技術(shù) 采用性能優(yōu)良的小功率激光器作為種子源，種子激光注入單級或者多級光纖放大器系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)高功率放大的激光技術(shù)。MOPAMOPAMOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介v典型典型MOPA光纖激光系統(tǒng)示意圖光纖激光系統(tǒng)示意圖 通常由種子源、泵浦源、增益介質(zhì)光纖、光隔離通常由種子源、泵浦源、增益介質(zhì)光纖、光隔離器及耦合系統(tǒng)等部分組成器及耦合系統(tǒng)等部分組成

3、MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介固體固體激光器激光器光纖光纖激光器激光器半導(dǎo)體半導(dǎo)體激光器激光器種子源只提供較低功率能量的激光輸出，但要求種子光具備較好的光束質(zhì)量、較窄的線寬以及較高的穩(wěn)定性v種子源種子源MOPA 基于行波放大原理（受激輻射？），纖芯內(nèi)的摻稀土離子在泵浦激光的作用下處于粒子數(shù)反轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)信號激光沿光纖傳輸時(shí)，由于其頻率特性與雙包層摻雜光纖的增益譜線相重合，發(fā)生受激輻射而被有效放大。雙包層光纖結(jié)構(gòu)和包層泵浦技術(shù)原理示意圖雙包層光纖結(jié)構(gòu)和包層泵浦技術(shù)原理示意圖MOPAMOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介v雙包層光纖技術(shù)雙包層光纖技術(shù)v高功率高功率MOPA光纖激光器優(yōu)勢光纖激光器優(yōu)勢MOPA技術(shù)簡介技術(shù)

4、簡介231輸出功率可大可輸出功率可大可小，因而輸出光小，因而輸出光較易做到所需的較易做到所需的時(shí)域、頻域特性時(shí)域、頻域特性和保持良好的光和保持良好的光束質(zhì)量束質(zhì)量 在保證了輸出光在保證了輸出光的高光束質(zhì)量的的高光束質(zhì)量的同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了高同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了高功率、高能量輸功率、高能量輸出出 獲得的高能量脈獲得的高能量脈沖激光與種子光沖激光與種子光源的激光波長、源的激光波長、重復(fù)頻率相同，重復(fù)頻率相同，而且時(shí)域脈沖的而且時(shí)域脈沖的形狀和寬度也幾形狀和寬度也幾乎不變。乎不變。目錄目錄MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介12 國內(nèi)外國內(nèi)外MOPA技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀3MOPAMOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難

5、點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)MOPA光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)4MOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)高功率擴(kuò)展高功率擴(kuò)展增益光纖的選型增益光纖的選型非線性效應(yīng)抑制非線性效應(yīng)抑制自激震蕩抑制自激震蕩抑制包層泵浦技術(shù)包層泵浦技術(shù)ASE抑制抑制難點(diǎn)難點(diǎn)MOPAMOPAMOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)v包層泵浦技術(shù)包層泵浦技術(shù)端端面面泵泵浦浦透鏡組耦合方式透鏡組耦合方式直接熔接耦合方式直接熔接耦合方式多模熔錐側(cè)面耦合多模熔錐側(cè)面耦合光纖斜剖面耦合光纖斜剖面耦合MOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和

6、技術(shù)難點(diǎn)側(cè)側(cè)面面泵泵浦浦MOPA嵌入反射鏡側(cè)面耦合嵌入反射鏡側(cè)面耦合V V型槽側(cè)面耦合型槽側(cè)面耦合耦合效率達(dá)耦合效率達(dá)76%耦合效率達(dá)到耦合效率達(dá)到80%，但，但要求較高的加工精細(xì)度要求較高的加工精細(xì)度和穩(wěn)定度和穩(wěn)定度MOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)側(cè)側(cè)面面泵泵浦浦MOPAMOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)V型槽、嵌入反射鏡和角度磨拋型槽、嵌入反射鏡和角度磨拋側(cè)泵方式側(cè)泵方式熔錐側(cè)面泵浦熔錐側(cè)面泵浦透鏡組端面耦合方式透鏡組端面耦合方式 簡單可靠，最佳選擇簡單可靠，最佳選擇制作難度較大，制作難度較大， 成本較高成本較高破壞光纖的機(jī)械性

7、，破壞光纖的機(jī)械性，造成泵浦點(diǎn)造成泵浦點(diǎn)損耗損耗V型槽、嵌入反射鏡和型槽、嵌入反射鏡和角度磨拋側(cè)泵方式角度磨拋側(cè)泵方式熔錐側(cè)面泵浦熔錐側(cè)面泵浦透鏡組端面耦合方式透鏡組端面耦合方式 MOPAvASE和自激振蕩抑制和自激振蕩抑制 MOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)21影響強(qiáng)度噪聲特性影響強(qiáng)度噪聲特性消耗反轉(zhuǎn)粒子數(shù)消耗反轉(zhuǎn)粒子數(shù)前級或種子源不穩(wěn)定前級或種子源不穩(wěn)定減小端面反射減小端面反射控制模式競爭控制模式競爭方法方法MOPAMOPA受激布里受激布里淵散射淵散射 受激拉受激拉曼散射曼散射 克爾效應(yīng)克爾效應(yīng) 自相位自相位調(diào)制調(diào)制 方法方法增大纖芯的有效模場面積減增大纖芯的

8、有效模場面積減小光纖長度小光纖長度 v非線性效應(yīng)和高功率擴(kuò)展限制非線性效應(yīng)和高功率擴(kuò)展限制 MOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)目錄目錄MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介12 國內(nèi)外國內(nèi)外MOPA技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀3MOPAMOPA光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)光纖放大器關(guān)鍵環(huán)節(jié)和技術(shù)難點(diǎn)MOPA光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)4MOPA國內(nèi)外高功率國內(nèi)外高功率MOPA光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀v 國外國外 連續(xù)連續(xù)國內(nèi)外高功率國內(nèi)外高功率MOPA光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀v 國內(nèi)國內(nèi) 連續(xù)連續(xù)清華大

9、學(xué)級聯(lián)連續(xù)光清華大學(xué)級聯(lián)連續(xù)光MOPAMOPA系統(tǒng)系統(tǒng)MOPA國內(nèi)外高功率國內(nèi)外高功率MOPA光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀v 國外國外 連續(xù)（單頻）連續(xù)（單頻）英國南安普敦大學(xué)英國南安普敦大學(xué)MOPA光纖激光器系統(tǒng)光纖激光器系統(tǒng) MOPA國內(nèi)外高功率國內(nèi)外高功率MOPA光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀v 國內(nèi)國內(nèi) 連續(xù)（單頻）連續(xù)（單頻） 2006年北京理工大學(xué)采用年北京理工大學(xué)采用NPRO作為種子源，獲作為種子源，獲得了得了6.65w單頻連續(xù)激光輸出；單頻連續(xù)激光輸出；2007年輸出功率提年輸出功率提高到高到16.1wMOPAMOPA國內(nèi)外脈沖國內(nèi)外脈沖MOPA系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)情況一覽系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)情況一覽 國內(nèi)外高功率國內(nèi)外高功率MOPA光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖激光技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀目錄目錄MOPA技術(shù)簡介技術(shù)簡介12 國內(nèi)外國內(nèi)外MOPA技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)狀3MOPA光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)光纖激光技術(shù)研究趨勢及熱點(diǎn)4MOPAMOPA