MOPA光纤激光技术-文献综述.ppt

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1、MOPA光纤激光技术目录MOPA技术简介12国内外MOPA技术的发展和现状3MOPAMOPA光纤放大器关键环节和技术难点MOPA光纤激光技术研究趋势及热点4MOPA技术简介随着激光器研究的深入，在某些应用领域要求激光束具有很高的功率。通常采用的增加激光工作物质，利用调Q技术或者锁模技术，都可以提高激光输出功率，但都存在一些困难和弊端。为了获得性能优良的高能量激光，应用激光放大技术则是一种最佳的方法。MOPA技术简介MOPAMasterOscillatorPower-Amplifier主振荡-功率放大技术采用性能优良的小功率激光器作为种子源，种子激光注入单级或者多级光纤放大器系

2、统，最终实现高功率放大的激光技术。MOPAMOPAMOPA技术简介典型MOPA光纤激光系统示意图通常由种子源、泵浦源、增益介质光纤、光隔离器及耦合系统等部分组成MOPA技术简介固体激光器光纤激光器半导体激光器种子源只提供较低功率能量的激光输出，但要求种子光具备较好的光束质量、较窄的线宽以及较高的稳定性种子源MOPA基于行波放大原理，纤芯内的掺稀土离子在泵浦激光的作用下处于粒子数反转状态，当信号激光沿光纤传输时，由于其频率特性与双包层掺杂光纤的增益谱线相重合，发生受激辐射而被有效放大。双包层光纤结构和包层泵浦技术原理示意图MOPAMOPA技术简介双包层光纤技术高功率MOPA光纤

3、激光器优势MOPA技术简介231输出功率可大可小，因而输出光较易做到所需的时域、频域特性和保持良好的光束质量在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率、高能量输出获得的高能量脉冲激光与种子光源的激光波长、重复频率相同，而且时域脉冲的形状和宽度也几乎不变。目录MOPA技术简介12国内外MOPA技术的发展和现状3MOPAMOPA光纤放大器关键环节和技术难点MOPA光纤激光技术研究趋势及热点4MOPA光纤放大器关键环节和技术难点高功率扩展增益光纤的选型非线性效应抑制自激震荡抑制包层泵浦技术ASE抑制难点MOPAMOPAMOPA光纤放大器关键环节和技术难点包层泵浦技术端面泵浦透镜

4、组耦合方式直接熔接耦合方式多模熔锥侧面耦合光纤斜剖面耦合MOPA光纤放大器关键环节和技术难点侧面泵浦MOPA嵌入反射镜侧面耦合V型槽侧面耦合耦合效率达76%耦合效率达到80%，但要求较高的加工精细度和稳定度MOPA光纤放大器关键环节和技术难点侧面泵浦MOPAMOPA光纤放大器关键环节和技术难点V型槽、嵌入反射镜和角度磨抛侧泵方式熔锥侧面泵浦透镜组端面耦合方式简单可靠，最佳选择制作难度较大，成本较高破坏光纤的机械性，造成泵浦点损耗V型槽、嵌入反射镜和角度磨抛侧泵方式熔锥侧面泵浦透镜组端面耦合方式MOPAASE和自激振荡抑制MOPA光纤放大器关键环节和技术难点21影响强度噪声特性

5、消耗反转粒子数前级或种子源不稳定减小端面反射控制模式竞争方法MOPAMOPA受激布里渊散射受激拉曼散射克尔效应自相位调制方法增大纤芯的有效模场面积减小光纤长度非线性效应和高功率扩展限制MOPA光纤放大器关键环节和技术难点目录MOPA技术简介12国内外MOPA技术的发展和现状3MOPAMOPA光纤放大器关键环节和技术难点MOPA光纤激光技术研究趋势及热点4MOPA国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状研究单位年份实验结果Jeam大学2008种子源：NPRO；采用三级放大；获得1kw连续激光输出；斜率效率77%2009种子源：NPRO；采用四路放大：获得1.98kw连续激光

6、输出；光束质量M2<2.0国外连续国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状国内连续清华大学级联连续光MOPA系统研究单位年份实验结果清华大学2007获得175w连续激光输出2008采用两级放大；获得300.7w连续激光输出（波长1085nm，M2<2;光-光65%）MOPA国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状国外连续（单频）英国南安普敦大学MOPA光纤激光器系统研究单位年份实验结果英国南安普敦大学2005连续单频264w激光输出2007连续单频511w激光输出美国2008连续单频600w激光输出；光束质量M2<1.05MOPA国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展

7、和现状国内连续（单频）2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提高到16.1wMOPAMOPA研究机构种子源类型平均功率／峰值功率重复频率脉冲宽度德国德国Jena大学调QNd：YAG微片激光器50W3~50kHz70~300ns被动锁模Nd：YVO激光器--80MHz10psNd：glass激光器（基于可饱和吸收体）100mW75MHz180fsSouthampton大学锁模掺镱光纤激光器--50MHz150fs美国Aculight公司被调动QN