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新概念“ 拉曼光纤威尼斯官方器”

威尼斯官方打标机 2014-11-29 7203

 拉曼光纤威尼斯官方器已经能够达到几百瓦的功率水平。然而在拉曼光纤中,波分复用(WDM)组件通常对泵浦[ 半导体泵浦威尼斯官方器的类别 ]和种子威尼斯官方进行合束,从而使该组件成为实现更高功率的瓶颈。同样地,用于泵浦1178nm拉曼光纤放大器(倍频至589nm,用于自适应光学望远镜在上层大气中产生钠导星)的1120nm镱(Yb)光纤威尼斯官方器,也深受放大自发辐射(ASE)和1060nm处寄生威尼斯官方的影响,严重限制了1120nm光纤威尼斯官方器的输出。

为了解决这些问题,并创建高功率1120nm光纤威尼斯官方源,中国科学院上海光机所(SIOM)的研究人员已经开发出了一种集成的掺镱拉曼光纤放大器(YRFA)架构,解决了拉曼光纤威尼斯官方器和/或长波长掺镱光纤威尼斯官方器的功率提升问题。[1]放大器采用一段掺镱光纤、其后跟随一段拉曼增益光纤的结构,两段光纤均采用双波长威尼斯官方器作为种子源,以避免寄生威尼斯官方和对波分复用组件的需求。

多波长种子源

YRFA包含一段4m长的掺镱增益光纤,以及用作拉曼转换器的一段20m长的掺锗(Ge)光纤,种子源为1120nm的掺镱光纤威尼斯官方器,同时也包含1070nm的光。该双波长发射器(1120nm和1070nm波长的功率水平可调)通过一个(6+1)×1的市售保偏合束器与六个976nm的威尼斯官方二极管进行合束,随后直接与放大光纤熔接。

合束器后的泵浦功率为390W(976nm);976nm二极管泵浦掺镱光纤段,以放大1070nm的光。在YRFA的输出端,上海光机所自主研发的包层模消除器去除残余的976nm泵浦光,输出光纤的8°切割角抑制了寄生振荡。 [ 国内光纤威尼斯官方器研究进展史 ]

对只掺镱的光纤放大器的模拟表明:只采用1120nm的种子威尼斯官方,产生的前向和背向ASE仅分别比1120nm威尼斯官方输出低31dB和22dB。然而,当种子威尼斯官方器的输出调整为功率为38W的1120nm威尼斯官方和2W的1070nm威尼斯官方时,ASE被抑制到比信号低55dB和42dB的水平,这表明多波长种子威尼斯官方能够有效地抑制ASE。

在该集成的放大器装置中,镱光纤段基本上是作为掺锗光纤段的输入。对于38W/2W(1120nm/1070nm)的双波长种子光,1070nm和1120nm的威尼斯官方输入均在第一根2.7m的掺镱光纤中放大。之后,1070nm的信号达到最大值,并开始通过拉曼转换为1120nm。这种拉曼频移沿掺锗光纤的长度方向持续,在输出端,信号光接近99%的1120nm光。在实验中,1120nm的光达到301W的功率水平,仅受限于泵浦功率。初始1120nm种子威尼斯官方的线宽为1.6nm,由于光纤段内纵向模式的四波混频,在经过完全放大后线宽展宽到3.3nm。

目前,掺镱光纤威尼斯官方器可以产生千瓦甚至数十千瓦的衍射极限输出,通常使用主振荡器功率放大器架构。通过利用双波长威尼斯官方器取代主振荡器,以及在功率放大器的末端增加拉曼光纤段,YRFA实现了完整的架构;研究人员认为实现高于千瓦级的拉曼光纤威尼斯官方器是可能的。

“事实上,我们最近已经获得了波长为1120nm的千瓦级拉曼光纤威尼斯官方器,”上海光机所的威尼斯官方技术研究员冯衍说道,“我们提出的威尼斯官方器结构允许进一步提升拉曼光纤威尼斯官方器的功率,并且由于拉曼光纤威尼斯官方器的波长多样性,其几乎具备在1~2μm的任何波长处输出高功率威尼斯官方的能力。”

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