通过平行LFSR结构使用实时p调节相模拟,SBS抑制了2.82kW,10.34GHz的光纤放大器

科学领域:

• 光学和光子学 在光学和光子学.
• 激光物理 激光物理
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 高功率窄线宽连续波光纤激光器对于各种应用至关重要.
• 刺激布里卢恩散射 (SBS) 是这些激光器功率缩放的一个主要限制.
• 现有的SBS抑制技术,如反转概率调节 (p-tunable) 序列调制,通常需要复杂而昂贵的硬件.

研究的目的:

• 在高功率光纤激光器中引入一种新的,硬件效率高的方法来抑制SBS.
• 为了实现动态光谱控制,以减少复杂性和成本,增强SBS抑制.
• 为了实现更高的功率扩展和纤维激光器的稳定运行.

主要方法:

• 开发了一种硬件效率高的并行线性反转移寄存器 (LFSR) 架构,具有对比器概率调整,用于在10 GHz时钟速率下实时控制p值.
• 建立了基于时间依赖的三波合方程的定量声光学动力学模型,以分析在p调节调制下非线性相互作用.
• 系统地优化了p-tunable调制参数,预测并确认在p=0.58时最大的SBS值增强.

主要成果:

• 在10.34 GHz全宽半最大 (FWHM) 线宽下实现了2.82 kW的输出功率,与伪随机二进制序列 (PRBS) 调制相比增加了13%,在~10 GHz FWHM线宽下达到2.46 kW).
• 展示了一种硬件效率高的并行LFSR架构,可在高时钟速率下精确控制p值,显著降低成本和复杂性.
• 验证了理论模型,证实了在优化的p值下最大SBS抑制.

结论:

• 综合硬件理论解决方案为高功率窄线宽光纤激光器中SBS抑制提供了实用和有效的方法.
• 开发的方法允许更高的功率扩展和稳定的运行,克服了以前方法的局限性.
• 这项工作为更便捷,更高效的高功率光纤激光系统铺平了道路.