两个全PM化纤维杂脉冲放大器的连贯光束组合

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 纤维激光技术 纤维激光技术
• 高功率激光器 高功率激光器

背景情况:

• 连贯光束组合 (CBC) 对于扩展激光功率至关重要.
• 图添加纤维放大器提供独特的光谱特性,但在功率扩展和光束组合方面面临挑战.
• 破碎脉冲放大 (CPA) 对于管理高峰功率和非线性效应至关重要.

研究的目的:

• 开发和演示一个高功率连贯光束组合系统,使用化全极化维护光纤放大器.
• 调查CBC系统的相锁机制和效率.
• 分析CPA非线性光谱扩展对CBC效率和整体性能的影响.

主要方法:

• 采用两台添加物全极化维护纤维的脉冲放大器.
• 使用光纤拉伸器和随机平行梯度下降 (SPGD) 算法实现两个放大器通道的相锁定.
• 采用衍射格子来去和脉冲压缩联合激光输出.

主要成果:

• 实现了最大平均输出功率为265W,CBC效率为81%,剩余相误差为λ/17.
• 将合并的激光脉冲持续时间压缩到690 fs,从而达到4 MW的峰值功率 (考虑到90%的压缩效率和91%的主要峰值能量).
• 观察到低频相对强度噪声 (RIN) 的降解,在最大功率下,在[100 Hz,2 MHz]中集成的RIN为1.74%. 更高的脉冲拉伸有效地减轻了非线性光谱扩展,使得更高的输出功率具有良好的结合效率.

结论:

• 开发的CBC系统有效地扩展了添加纤维CPA激光器的输出功率.
• 该SPGD算法为高功率光纤激光器组合提供了强大的相锁.
• 在CPA中优化脉冲拉伸对于管理非线性效应和最大限度地提高CBC性能和输出功率至关重要.