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Cr~4+:YAG晶体被动调Q纳秒脉冲掺镱光纤激光器

刘佳  刘江  王璞  
【摘要】:高功率纳秒脉冲光纤激光器与传统的固体脉冲激光器相比,具有效率高、体积小、可靠性高等优点,在工业加工等领域已得到广泛应用。目前被动调Q技术因其成本低廉,结构简单等优点而备受关注,但受限于受激布里渊散射(SBS)非线性效应的影响,输出脉冲串不稳定,振幅抖动和时间抖动较大,自脉冲现象明显,脉冲较宽,从而很难满足实际工业应用需求。这里,我们报道了一种高稳定性窄脉宽的纳秒脉冲光纤激光器。实验采用Cr4+:YAG晶体作为可饱和吸收体;输出功率600 mW的单模半导体激光器作为泵浦源,35 cm长的单包层掺镱光纤作为增益介质,反射率为99%的光纤布拉格光栅(FBG)作为输出腔镜。当泵浦功率为251.76 mW时,开始获得稳定的平均输出功率为19.82 mW的脉冲序列,相应的重复频率为19.82 kHz,脉宽约为27 ns;当泵浦功率增加到513.92 mW时,其最大平均输出功率达到了46.71 mW,相应的重复频率为33kHz,最窄脉宽为24 ns,中心波长1064.19 nm。由于采用了高反射率的FBG,有效的抑制了SBS非线性效应以及自脉冲的产生,从而实现了窄脉宽、高重频、无自锁模现象、时间抖动和振幅抖动小于5%(rms)的稳定脉冲输出。该类纳秒脉冲光纤激光器作为种子源经过多级光纤功率放大器之后,输出功率可达到几十瓦,从而满足实际工业应用需求。

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