论文摘要
光纤激光器是一种新型固体激光器,其特点是使用双包层掺杂稀土离子光纤作为增益介质。因为光纤本身的特性,使得光纤激光器比其它固体激光器具有明显的优势,如:易于散热,光束质量好,转换效率高,系统灵活可靠等。这些优点使光纤激光器受到十分广泛的关注,并成为固体激光发展的主要方向之一。光纤激光器已经广泛进入实际应用,涉及激光加工,军事,光通信和激光理疗等领域,获得了很好的效果。目前为了获得更高功率输出且不破坏光束质量的光纤激光,出现了光纤激光器的相干合束技术。光纤合束器作为能够实现相干合束的无源光器件,具有很好的应用前景。本文主要对光纤激光器的基本原理进行了研究,搭建了光纤激光器实验平台,在实验中对参数进行了测量和分析并进行优化,采用合束泵浦的方式获得了20W的连续激光输出。对于光纤合束器的基本制作工艺进行了初步研究。在合束泵浦光纤激光器实验中,对LD泵浦源进行了有效风冷,将波长漂移控制在915nm附近的最佳范围之内,在多LD合束的情况下光谱宽度为6nm。测试了光纤合束器的基本参数并用于指导实验,并对其进行了冷却处理。采用截断法实际测量了有源光纤的吸收系数,并以此为依据确定实验中光纤的最佳长度为22m。该长度与实验中输出功率的最优长度吻合。同时,实验验证了由于重吸收的存在,激光波长随有源光纤长度增加而增加的关系。利用双透镜系统进行端面耦合调节,在整体实验中获得了以下结果:4×1合束泵浦实验,输出功率10.5W、斜率效率斜65%,整体转换效率为46%;6×1合束泵浦实验,输出功率20.5W、斜率效率斜75%。对熔融拉锥光纤合束器的制作进行了初步的研究,摸索了制作过程的基本工艺。掌握了光纤涂层的有效处理方法,分析了拉锥过程中的各项参数的影响,制作了合束器锥区实验品。