《高功率(MW)超輻射脈衝超大模場光纖傳輸與放大特性研究》是依託清華大學，由張海濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高功率(MW)超輻射脈衝超大模場光纖傳輸與放大特性研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：張海濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
展開MW級高峰值功率超輻射脈衝光纖光源的理論和實驗研究。首先建立適合高功率超輻射脈衝超大模場光纖傳輸與放大過程的物理模型，該模型通過光強分布將光纖波動方程、全光譜速率方程和非線性方程聯繫起來，同時考慮多模空間燒孔和時間縱向燒孔、多光譜以及非線性效應的動力學機制，從而能夠探求模式色散、光譜色散、波形畸變、模式畸變等雷射輸出特性在不同光纖參數、泵浦參數、以及非線性效應等條件下的理論規律；結合理論研究結果設計實驗方案，擬獲得波長1.06μm，光譜線寬大於10nm、脈衝重複頻率可調、脈寬ns量級、利用芯徑百微米級的超大模場光纖放大得到的脈衝峰值功率MW級，高空間相干性、低時間相干特性的光源。
結題摘要
提出了超輻射（發光）脈衝放大（SPA: Super-irradiation Pulse Amplification）的新技術，即以具有連續光譜特性的超輻射/超螢光/自發輻射發光（Superflourence/ Spontaneous/Superluminescent）等超輻射或者超發光（Super-irradiation）脈衝作為種子光源，採用摻雜的雷射光纖實施脈衝的光放大(Power Amplification)，得到大能量、高功率的脈衝雷射輸出。即建立了超發光放大脈衝光纖雷射器的理論模型。研究了光纖SPA的全光譜瞬態行波放大物理過程，分析了光纖增益放大的非線性效應和光損傷。結果表明，SPA技術是一項實現大能量、高峰值功率脈衝光纖雷射器的新途徑，可使光纖雷射器的脈衝能量和峰值功率成倍提高，有效地解決了實現大能量脈衝光纖雷射的難題。 基於SPA技術和多項自主專利技術，採用國產超大芯徑光纖、自行研製大芯徑光纖合束器、大芯徑高功率隔離器等元器件，研製出了峰值功率10MW的大能量寬光譜納秒級脈寬的脈衝光纖雷射器，大能量脈衝光纖雷射器的脈衝峰值功率高、穩定性好，技術指標為：波長1.06μm，光譜寬度10nm，脈衝能量50mJ（62.2mJ），峰值功率5MW，脈衝寬度10ns（12ns），重複頻率10Hz，能量不穩定度±0.4%，峰值功率不穩定度±1.5%，光束質量10倍衍射受限；其峰值功率為納秒光纖雷射的目前國際最高水平。
