高功率全光纖超螢光源的基礎理論及關鍵技術研究

《高功率全光纖超螢光源的基礎理論及關鍵技術研究》是依託北京工業大學，由王璞擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：高功率全光纖超螢光源的基礎理論及關鍵技術研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：王璞
• 依託單位：北京工業大學

項目摘要

傳統意義上的光纖超螢光源是一種低輸出功率（百毫瓦級）、低轉換效率（小於40%）、寬發射光譜（數十納米）、低相干長度的單模光纖光源。項目申請人在國際上首次實現了高功率（百瓦級）、高轉換效率（67%）、單模、單偏振的光纖超螢光輸出，使高功率光纖超螢光源在材料加工、軍事國防等領域得以套用成為可能。本項目將進一步探討光纖超螢光的產生機理，改進光纖超螢光種子源的設計，充分利用光纖超螢光源輸出穩定、無馳豫振盪、無自脈衝、無縱向腔模、無縱模跳躍以及極高的單程光纖增益等特性，研製數百瓦級單模全光纖結構超螢光光纖放大器，使之成為一種兼具螢光及雷射特性的新型高功率光纖雷射源。同時，將研製窄線寬（小於0.01納米）高功率光纖超螢光源，闡明此類光源抑制光纖中受激布里淵散射的機理，並用此類光源進行多光束光譜合成的理論及實驗研究，為進一步實現多光束合束萬瓦級高功率光纖雷射輸出奠定堅實的理論與實驗基礎

結題摘要

高功率超螢光源作為一種新型光源，在雷射醫療、材料加工、軍事國防等領域得到越來越廣泛的關注。本項目主要進行了高功率超螢光源及其關鍵技術的理論及實驗研究，同時進行了窄線寬超螢光源對SBS抑制效應的相關研究。項目實施期間共發表學術論文61篇，其中在Optics Letters、Optics Express等國際知名光學期刊上發表學術論文45篇，目前論文已被SCI引用300餘次，單篇最高SCI引用55次。所取得的主要成果如下： 1.研製出1.0μm百瓦級全光纖結構寬頻超螢光源，最大輸出功率102W，在此基礎之上，使用主振盪放大技術成功實現837W寬頻高功率光纖超螢光源，中心波長1068nm，成功實現兩路200W級窄帶高功率光纖超螢光源，兩路輸出功率均為225.8W；同時利用光譜合束技術，最終實現平均功率406W超螢光輸出，光譜合束效率87%； 2.實現了2.0μm百瓦級寬頻/窄帶摻銩光纖超螢光源，輸出功率122W； 3.研製出高功率波長可調諧的窄線寬摻銩光纖超螢光源，波長調節範圍1940-2010 nm，最大輸出功率364W； 4.研製出當時最高運轉功率的2.0μm拉曼光纖放大器，最高輸出功率14.3W，斜效率38.5%； 5.成功實現運轉功率達210W的單頻摻銩光纖雷射器，其輸出波長2000.9μm； 6.對SBS產生過程及抑制機制進行了理論分析和數值模擬，明確了窄線寬ASE對抑制SBS效應具有一定的作用，定性的說明了SBS的產生與光纖長度、雷射功率、偏振態之間的關係，對比了超螢光源與傳統雷射光源的本質區別，為SBS抑制問題提供了理論基礎及實驗依據。