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拉曼光纤激光器的原理是基于光纤中的非线性效应
点击次数:331 发布时间:2016-11-01
   拉曼光纤激光器的原理是基于光纤中的非线性效应:受激拉曼散射(SRS)。拉曼现象早在1928年就被Chandrasekhara Raman爵士所发现。目前对SRS效应的研究已形成一套比较完整的理论体系。在早期单模光纤中首先测得了石英光纤中的拉曼增益系数,其增益谱的典型特征是具有较宽的带宽,可在很宽的范围内获的拉曼增益。对于一定的拉曼增益,输出端的拉曼散射光强与泵浦光功率和光纤长度成正比,与光纤芯径成反比。对于光纤中的拉曼效应进一步研究发现,泵浦光与斯托克斯色散光的偏振方向对拉曼过程影响很大,当使用长光纤时,由于泵浦光与斯托克斯光无法实现同方向偏振方向传输,将使拉曼阈值成倍地上升。
  拉曼光纤激光器的基本结构及特点
  拉曼光纤激光器的基本结构与固体激光器的结构基 本相同,光纤激光器是由增益介质(即掺杂光纤)、 谐振腔和泵浦源三部分组成。
  拉曼光纤激光器是波导式结构,可传导强泵浦、有高增益(单程增益 达50dB) ,稀土元素在玻璃基质中有较宽的线宽和调谐范围 (Yb3+为125nm、Tm3+>300nm )双包层光纤激光器的研究
  拉曼光纤激光器具体特点如下:
  (1) 光纤作为导波介质,其耦合效率高,纤芯直径小,纤内易形成高 功率密度,可方便地与目前的光纤通信系统连接,构成的激光器 具有高转换效率、低激光阈值、输出光束质量好和线宽窄等特点。
  (2)由于光纤具有很高的“表面积/体积”比,散热效果好,环境温度 允许在-20~+70℃之间,无需庞大的水冷系统,只需要简单的风冷即
  可。
  (3)可在恶劣的环境下工作,如在高冲击、高震动、高温度、有灰尘的 条件下皆可正常运转。
  (4)由于光纤具有极好的柔绕性,拉曼光纤激光器可设计得相当小巧灵活、外形 紧凑体积小,易于系统集成,性能价格比高。
  (5)具有相当多的可调谐参数和选择性,能获得环。例如在双包层光纤 的两端直接刻写波长和透过率合适的布拉格光纤光栅来代替由镜面反 射构成的谐振腔。全光纤拉曼激光器是由一种单向光纤环即环形波导 腔构成,腔内的信号是被泵浦光直接放大,而不是通过粒子数反转。
  拉曼光纤激光器近年来成为固体激光器发展的热点,大部分工作集中在提高激光器的输出功率上。在过去两三年中,连续输出的拉曼光纤激光器输出功率从百瓦级上升到千瓦级,脉冲工作的激光器其平均功率达到百瓦以上。
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