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非复合Yb:YAG晶体光纤充当单波导激光器

正如大部分固态激光器一样,从用于掺入玻璃到用于掺入单晶材料的增益介质,是提升单根光纤激光输出功率的最重要一步。因此,单晶光纤(SCF)沦为重点研发方向,从而生产出有有所不同结构的单晶光纤,例如通过免除黏合生产的包晶晶体光纤、填充玻璃晶体光纤、非包层单晶光纤等。

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本文摘要:正如大部分固态激光器一样,从用于掺入玻璃到用于掺入单晶材料的增益介质,是提升单根光纤激光输出功率的最重要一步。因此,单晶光纤(SCF)沦为重点研发方向,从而生产出有有所不同结构的单晶光纤,例如通过免除黏合生产的包晶晶体光纤、填充玻璃晶体光纤、非包层单晶光纤等。

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正如大部分固态激光器一样,从用于掺入玻璃到用于掺入单晶材料的增益介质,是提升单根光纤激光输出功率的最重要一步。因此,单晶光纤(SCF)沦为重点研发方向,从而生产出有有所不同结构的单晶光纤,例如通过免除黏合生产的包晶晶体光纤、填充玻璃晶体光纤、非包层单晶光纤等。  先前测试的非包层SCF还包括直径为1mm或更加小的,较短(长度为30-60mm)闪烁晶体棒,其中泵浦光由于全反射而在篮内部光线,但是输入激光本身的结构仅有由腔镜定义-换句话说,SCF没用于激光的波导,反而比光纤激光器的体积更大。

  相比之下,最近由美国陆军研究实验室和ShastaCrystals的研究人员研发和测试的更长且更加厚的二极管泵浦非包层Yb:YAG掺入镱晶体光纤被证明需要当作单波导激光器用于(闻右图)。  直径为100mu;m、长度为100mm、掺入浓度为1%的单晶光纤(SCF)是ShastaCrystals用于激光冷却基座生长法(LHPG)技术生产的,限于于大规模生产SCF。这种光纤构建了SCF的试验和优化。

  低切换效率  在实验装置中,SCF的非抗光线涂层部分产于在两个激光腔镜之间-来自线性偏振激光二极管的969nm激光,具备3nm比特率,探讨在光纤的一端,然后通过后(双色向)腔镜并转入光纤。  该光纤肿胀地摆放在V形槽中以将其容许在大于的物理接触面,与此同时通过凸透镜对激光器的输入展开校准。

通过聚光镜、激光线滤波器和激光功率计搜集激光输入数据。  由于没用于导电油脂从该光纤吸取热量,该二极管泵浦以1%频率的定连续波(QCW)模式工作,以维持光纤加热。  1毫秒泵浦脉冲长度与YAG中Yb3+的上能级寿命完全相同,因此实验结果代表了CW操作者-只是减少了热负荷。

  尝试了从18%到70%的各种输入镜反射率,最佳反射率为25%。  用于91.6W的QCW泵输出(由于1%频率,平均值大于1瓦),QCW激光输入在1030nm波长处大约为53W,证明了即使是在粗略的试验配备下该光纤激光器也是有效地的。

  至于SCF参数本身,ShastaCrystals总裁兼首席执行官GiselleMaxwell说明道,1%掺杂剂含量是由光谱研究要求的,以要求什么样的浓度将获取最佳的激光条件;通过完全相同的光谱研究确认晶体的长度,对于一定浓度的掺入物来讲,多长的晶体才能构建泵浦光束的仅次于吸取以及晶体中最有效地的激光起到;晶体的直径被确认为用户便利的函数以及用户的预期效果(更加小的直径带给更佳的波导效果)。  Maxwell认为:“下一步就是改良包层技术(主要是包层的厚度),获取一个确实的全晶体双包层单晶光纤,从而以其提高的导热性能战胜任何双包层玻璃光纤的性能。


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