基于重兴奋剂的311.7-W高光束质量单频光纤激光器,用于SBS抑制

科学领域:

• 光纤光学是指光纤的使用.
• 激光物理学的激光物理学
• 材料科学是一种材料科学.

背景情况:

• 刺激布里卢恩散射 (SBS) 是高功率光纤激光器的一个主要限制.
• Yb合纤维 (YDF) 对于激光应用至关重要,但易受SBS感染.
• 优化纤维成分是缓解SBS等非线性效应的关键.

研究的目的:

• 调查B2O3兴奋剂水平对Yb兴奋的Al2O3-P2O5-B2O3-SiO2纤维中的SBS的影响.
• 开发一种基于材料的策略来抑制SBS,并使单频光纤激光器的功率可扩展.
• 为了实现高光束质量,高功率单频激光发射.

主要方法:

• 制造具有不同B2O3度的Yb合Al2O3-P2O5-B2O3-SiO2纤维.
• 布里卢恩增益光谱和SBS抑制效应的表征.
• 使用优化纤维的单频光纤激光操作的实验演示.

主要成果:

• 增加的B2O3兴奋剂扩大了Brillouin增益谱,并降低了增益系数,显著抑制了SBS.
• 含有6.43% B2O3 的纤维显示>5.0 dB Brillouin增强系数抑制和SBS值增加4.87倍.
• 一个20μm芯直径的B2O3合的YDF实现了311.7W的单频输出功率,M2=1.20和2.9kHz的线宽.

结论:

• 沉重的B2O3兴奋剂是一种有效的方法来抑制Yb兴奋纤维中的SBS.
• 这种方法有助于单频光纤激光器的功率扩展.
• 开发的材料策略具有实际激光应用的巨大潜力.