MOPA光纤激光技术--文献综述.ppt

1、MOPA光纤激光技术,目录,国内外MOPA技术的发展和现状,3,MOPA,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,MOPA技术简介,随着激光器研究的深入，在某些应用领域要求激光束具有很高的功率。通常采用的增加激光工作物质，利用调Q技术或者锁模技术，都可以提高激光输出功率，但都存在一些困难和弊端。为了获得性能优良的高能量激光，应用激光放大技术则是一种最佳的方法。,MOPA技术简介,MOPA Master Oscillator Power-Amplifier 主振荡-功率放大技术 采用性能优良的小功率激光器作为种子源，种子激光注入单级或者多级光纤放大器系统，最终实现高功率放大的激光技术。,MOPA,

2、MOPA,MOPA技术简介,典型MOPA光纤激光系统示意图,通常由种子源、泵浦源、增益介质光纤、光隔离器及耦合系统等部分组成,MOPA技术简介,固体 激光器,光纤 激光器,半导体 激光器,种子源只提供较低功率能量的激光输出，但要求种子光具备较好的光束质量、较窄的线宽以及较高的稳定性,种子源,MOPA,基于行波放大原理，纤芯内的掺稀土离子在泵浦激光的作用下处于粒子数反转状态，当信号激光沿光纤传输时，由于其频率特性与双包层掺杂光纤的增益谱线相重合，发生受激辐射而被有效放大。,双包层光纤结构和包层泵浦技术原理示意图,MOPA,MOPA技术简介,双包层光纤技术,高功率MOPA光纤激光器优势,MOPA技

3、术简介,在保证了输出光的高光束质量的同时又实现了高功率、高能量输出,获得的高能量脉冲激光与种子光源的激光波长、重复频率相同，而且时域脉冲的形状和宽度也几乎不变。,目录,国内外MOPA技术的发展和现状,3,MOPA,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,高功率扩展,增益光纤的选型,非线性效应抑制,自激震荡抑制,包层泵浦技术,ASE抑制,难点,MOPA,MOPA,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,包层泵浦技术,端面泵浦,透镜组耦合方式,直接熔接耦合方式,多模熔锥侧面耦合,光纤斜剖面耦合,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,MOPA,嵌入反射镜侧面耦合,耦

4、合效率达到80%，但要求较高的加工精细度和稳定度,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,MOPA,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,V型槽、嵌入反射镜和角度磨抛侧泵方式,熔锥侧面泵浦,透镜组端面耦合方式,MOPA,ASE和自激振荡抑制,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,影响强度噪声特性,消耗反转粒子数,前级或种子源不稳定,减小端面反射,控制模式竞争,方法,MOPA,MOPA,增大纤芯的有效模场面积减小光纤长度,非线性效应和高功率扩展限制,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,目录,国内外MOPA技术的发展和现状,3,MOPA,MOPA光纤放大器关键环节和技术难点,MOPA,国内外高功率

5、MOPA光纤激光技术的发展和现状,国外 连续,国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状,国内 连续,清华大学级联连续光MOPA系统,MOPA,国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状,国外 连续（单频）,英国南安普敦大学MOPA光纤激光器系统,MOPA,国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状,国内 连续（单频）,2006年北京理工大学采用NPRO作为种子源，获得了6.65w单频连续激光输出；2007年输出功率提高到16.1w,MOPA,MOPA,国内外脉冲MOPA系统实验情况一览,国内外高功率MOPA光纤激光技术的发展和现状,目录,国内外MOPA技术的发展和现状,3,MOPA,MOP