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2023-12-13 17:15:13

较小的波长优化导致功率大幅提升

导读 由于高功率中透视 光纤激光器在自由空间通信、大气遥感和高分辨率光谱方面的应用,最近人们的注意力集中在开发高功率中透视 光纤激光器上。采...

由于高功率中透视 光纤激光器在自由空间通信、大气遥感和高分辨率光谱方面的应用,最近人们的注意力集中在开发高功率中透视 光纤激光器上。采用“0.98μm+2μm”双波长泵浦方案,掺铒氟化物光纤激光器可以获得3.5μm的中透视 激光发射。然而,本征激发态吸收 (ESA) 在 2 μm 泵浦波长处也表现出吸收,这降低了泵浦量子效率。更糟糕的是,ESA 从较高的激光水平开始并耗尽粒子数反转,导致强猝灭(在较高泵浦功率下输出下降)。这种行为是阻碍3.5μm掺铒氟化物光纤激光器功率缩放的主要障碍。

中国天津大学史伟教授领导的研究人员提出了一种优化泵浦波长以平衡泵浦吸收和ESA以减轻激光猝灭的新方法。考虑到ESA过程在~1913 nm处呈现出吸收峰,较长的泵浦波长会导致ESA截面减小,这可以减少ESA引起的泵浦吸收,从而有助于提高泵浦量子效率。该方案允许使用较低的976 nm泵浦功率和较短的增益光纤来实现无猝灭操作,因此更具成本效益,并且还减少了热量产生。通过优化1990 nm的泵浦波长,在3460 nm处获得了7.2 W的激光输出,斜率效率达到36%,均远高于传统泵浦方案所取得的结果。通过低损耗全光纤配置,可以预期进一步的功率扩展。该论文题为“ PumpQuantum Efficiency Optimization of 3.5 μm Er-Doped ZBLAN Fiber Laser for High Power Operating ”发表在《Frontiers of Opto electronics 》(发表于2023年11月9日)上。