高功率可见光至近红外波段的超接连谱光源在光电对立、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等方面具有广泛的运用远景。最近几年,出现了一些用于发生高功率超接连谱光源的新办法,推进高功率超接连谱光源进一步开展。
据麦姆斯咨询报导,国防科技大学前沿交叉学科学院和南湖之光试验室的科研团队在《光学学报》期刊上宣布了以“高功率可见光至近红外波段超接连谱光源研讨开展”为主题的文章。该文章榜首作者为江丽。
本文从主振动功率扩大结构、随机光纤激光器结构以及多路非相干组成这三种用于高功率超接连谱发生的干流计划动身,侧重介绍了近年来有代表性的高功率可见光至近红外波段超接连谱的研讨开展,并归纳剖析了这三种计划的优缺点以及未来的开展潜力。
主振动功率扩大结构是光纤激光器用来功率进步的一种典型结构,一般由一个种子激光器和多级光纤扩大器组成。根据MOPA结构的高功率超接连谱激光光源一般先由多级光纤扩大器对脉冲种子进行功率扩大,然后再去泵浦一段非线性光纤发生超接连谱。光子晶体光纤(PCF)因为其高非线性和一起的色散调控才能,被广泛用于发生可见光至近红外波段的超接连谱光源中。但是,为了能完成超接连谱短波部分有用的增强,PCF的纤芯尺度一般被规划得十分小,这使得它本身难以接受较高的功率以及它与泵浦光纤激光器的尾纤之间存在着模场失配。因而,研讨者们开端选用多芯PCF、级联PCF以及长拉锥PCF等办法在取得适宜的短波拓宽的一起添加其有用模场面积。
2018年,本课题组齐雪等人选用一个扩大的1016 nm脉冲激光泵浦源和一段七芯PCF用于发生高功率可见光超接连谱,图1显现了详细试验设备。频率倍增后的1016 nm脉冲种子源被注入到三级掺镱光纤扩大器后功率进步到了114 W,随后经过一个模场适配器(耦合功率为84%,即从泵浦激光器耦合到七芯PCF的功率)将泵浦脉冲激光注入到一段七芯的PCF中完成高功率可见光超接连谱的发生。该光纤的零色散点为991 nm,相应的横截面显现在图2(a)中,因为多芯的结构添加了其模场直径(8.5 μm)使得其耦合功率相对较高然后可以接受更高的泵浦功率。终究在最大泵浦功率下取得了80 W的可见光增强超接连谱输出,光谱规模350-2400 nm。该光纤仍具有进一步进步输出功率的潜力,但1016 nm脉冲泵浦源的功率缺乏约束了该超接连谱功率的进一步进步。2020年,我国工程物理研讨院董克攻团队的张昊宇等人根据MOPA结构对种子源进行功率进步并经过泵浦级联PCF(即泵浦激光先注入PCF1中,随后将输出的激光再注入进PCF2中输出)完成了均匀输出功率为104W、光谱规模掩盖370-2400 nm的可见光超接连谱输出。其间,泵浦激光耦合进PCF1的耦合功率为63.7 %。级联的PCF1和PCF2的零色散点和纤芯直径别离为1040 nm、4.8 μm和900 nm、3 μm,其光纤横截面别离如图2(b)和2(c)所示。级联PCF和长拉锥PCF本质上都是经过增大泵浦注入端的有用模场面积来进步注入泵浦功率,而输出端一般具有较小的纤芯尺度来完成有用短波拓宽,比较而言,长拉锥光纤不存在两种PCF 熔接带来的熔接损耗问题,更有利于功率的进步。2021年,该课题组为了进一步进步功率并确保短波的拓宽,在坚持泵浦体系不变的前提下,将级联PCF更换为一段长拉锥的PCF,图2(d)-2(f)显现了其根本结构和光纤横截面,沿传输方向该拉锥PCF包括三个部分:输入端和输出端别离为长度2 m、5 m的均匀部分,中心是纤芯直径从4.2 μm减小到3.3 μm、长度为7 m、零色散点从1016 nm 减小到975 nm的锥形部分。终究,在942 W的泵浦功率下取得了光谱规模为390-2400 nm、均匀功率为314.7 W的超接连谱。
图1 根据MOPA结构的七芯PCF高功率可见光超接连谱发生试验设备图。MFA:模场适配器
图2 几种PCF的光纤截面。(a)七芯PCF;(b)-(c)级联PCF;(d)-(f)长拉锥PCF
因为PCF的模场直径比较小,根据PCF和MOPA结构的超接连谱计划在进步超接连谱功率方面总是有限的。相对而言,多模光纤具有更高的功率接受才能。比较于阶跃折射率多模光纤而言,突变折射率多模光纤(GRIN MMF)因为具有一起功能在近几年备受重视。首要,GRIN MMF具有较低的克尔自清洁的阈值,这是因为其周期性振动引起的周期性折射率光栅将更多的能量从高阶形式转换为基阶形式。在超接连谱发生方面,其克尔效应和拉曼效应的一起作用能完成高斯光束输出。其次,关于在正常色散区传达的高峰值泵浦脉冲而言,非线性折射率光栅将在可见光和近红外区域发生一系列较强的准相位匹配四波混频(又称几许参数不稳定性,GPI)边带。这些特性使得GRIN MMF可以支撑高亮度可见光超接连谱发生。
根据GRIN MMF超接连谱的初次报导是经过级联拉曼效应完成的,美国威斯康星大学Pourbeyram等人经过在一段GRIN MMF中注入一个532 nm的脉冲取得了光谱掩盖532-1750 nm的超接连谱输出。跟着GRINMMF中的GPI效应在2016被初次试验报导,研讨者们发现,经过选用1 μm波段的高峰值脉冲光去泵浦GRINMMF光纤,可见光波段会发生一系列的分立峰。运用该效应,研讨者们经过选用高峰值的泵浦激光器在该光纤中完成了可以掩盖到可见光波段的超接连谱输出。上述报导的泵浦激光耦合进光纤的办法均为空间光耦合,直至2022年才初次完成全光纤化。在GRIN MMF中,短波拓宽的宽度与泵浦峰值功率成正相关。为了在该光纤中取得高功率宽带的可见光超接连谱输出,需求一起进步泵浦的均匀功率和峰值功率,因而需求对泵浦体系进行优化规划。2023年,西安光学精密机械研讨所张挺团队经过对体系进行规划,在根据一段四模的GRIN MMF中取得了30 W的超接连谱输出,光谱掩盖400-2400 nm。本课题组从2022年开端研讨根据该光纤的全光纤化可见光超接连谱功率进步。图3(a)是根据GRIN MMF的高功率全光纤可见光超接连谱发生的试验设备示意图。为了取得较高的峰值功率然后完成有用的短波拓宽,主扩大器选用了大纤芯尺度的高掺杂增益光纤(30/250 μm,掺杂系数为20 dB/m@ 976 nm)。图3(b)是输出光谱随功率的演化图,为了能更清楚的了解该光纤中影响超接连谱短波拓宽的要素,横坐标的波长被转换成频率。图中的虚线是模仿的GPI效应对应的方位。可以看出跟着功率添加,GPI边带越来越多,终究在最大泵浦功率下,约有8个GPI边带发生。这些边带结合其他非线性效应如孤子相关的非线性效应和受激拉曼散射等,将可见光和近红外波段的光谱连接起来,然后构成一个平整的超接连谱。可以看出GPI效应在光谱的短波方向拓宽中起着十分重要的作用。终究,在泵浦峰值功率和均匀功率别离为162 kW和81 W下,超接连谱的输出均匀功率达40.6 W,光谱规模为450->2400 nm,如图3(c)所示,其间内插图是丈量的不同波长下以及总的超接连谱的输出光斑,可以看出因为该多模光纤具有光束自清洁效应,使得其一切波利益的光斑均出现了近高斯的形状。为了进一步探究其功率进步的潜力,继续添加一级根据30/600 μm的光纤扩大器并进行了参数的优化设置,体系结构如图4(a)所示。在泵浦GRIN MMF的峰值功率和均匀功率别离为72 kW和620 W的情况下,终究取得了输出均匀功率为204 W、光谱规模为580-2400 nm的可见光超接连谱,输出光谱如图4(b)所示。该试验证明了该种类型光纤具有高功率承载的才能,后续可以经过在泵浦激光器的主扩大器中需求选用更大纤芯尺度的增益光纤来进一步进步输出功率水平。
图3 根据GRIN MMF的40W可见光超接连谱。(a)试验设备图;(b)光谱随功率的演化图(横坐标为频率);(c)终究输出的超接连谱光谱。内插图为730 nm、620 nm、532 nm、470 nm和超接连谱的近场光斑图
图4 根据GRINMMF的204 W可见光超接连谱。(a)试验设备图;(b)终究输出的超接连谱光谱。内插图为730 nm,620 nm以及超接连谱总的近场光斑图
可见光波段超接连谱的发生一般需求特别的光纤,而关于高功率近红外波段超接连谱发生而言最有用的一种办法是选用光纤扩大器直接输出超接连谱。该办法不存在泵浦光纤与非线性光纤熔接困难的问题。根据光纤扩大器的单波长光纤激光器早已打破了10 kW,因而根据光纤扩大器直接输出超接连谱计划在功率进步方面极具潜力。该计划在2007 被初次提出,随后功率接连被进步到了70 W和200 W,对应的光谱规模别离为1064-1700 nm和1064-2200 nm。在这些文献中,功率进步和光谱展宽均在增益光纤中完成,这给增益光纤带来了巨大的热负载,使得功率进步越来越困难。2023年,本课题组过优化计划,将近红外超接连谱光源的输出功率进一步进步到了714 W,光谱规模为690-2350 nm,这是根据该计划现在揭露报导的最高功率水平缓最宽光谱规模,试验计划如图5(a)所示。在该计划中,终究一级选用了大纤芯的增益光纤并将相应的被迫光纤长度加长20 m用于分管部分由光谱展宽带来的热负载。图5(b)和5(c)显现了终究一级被迫光纤不同长度下对输出超接连谱光谱和功率的影响,经过比照试验成果可知,在20 m的被迫光纤长度下,输出光谱和输出功率根本处于相对较好的水平;此外,假如想要进一步进步输出功率就需求缩短被迫光纤的长度,而缩短被迫光纤长度会使得光谱展宽不充沛,为了使光谱充沛展宽就需求进一步添加泵浦功率,然后导致增益光纤的热负载进一步增大。因而,进一步进步该计划的输出功率水平需求归纳考虑这些影响要素,整体而言,该计划具有完成千瓦级超接连谱输出功率水平的潜力。
图5 光纤扩大器直接输出714 W近红外超接连谱。(a)试验设备图;(b)不同长度下的最优超接连谱以及(c)不同长度下超接连谱输出功率随泵浦功率的演化(1m、20 m、35 m、和50 m)
从上述几个比较有代表性的开展来看,关于PCF输出高功率可见光波段的超接连谱而言,优化规划PCF的结构参数仍是现在最有用的办法。但是,PCF与泵浦激光器尾纤的模场失配带来的热负载,以及PCF较小的纤芯直径是该计划进一步功率进步的约束。关于GRIN MMF光纤而言,其特性十分适宜高功率可见光波段超接连谱发生,因为该种光纤仍处于起步阶段,所以功率进步和短波拓宽水平现在还没有到达PCF输出超接连谱计划的水平,但该计划极具潜力,将来经过规划GRIN MMF的折射率曲线、结构和掺杂浓度以及对泵浦光源的优化,有望完成更短波长、更高功率的可见光波段超接连谱输出。关于高功率近红外波段超接连谱而言,光纤扩大器直接输出超接连谱依然是首选计划,后续的开展除了进一步优化其输出光谱特性外,还应该聚集在主扩大器的热办理以及光纤长度、泵浦功率、种子源参数等这些影响要素的归纳考量上面。
不同于传统的光纤激光器经过光学谐振腔来操控输出激光的特性,随机光纤激光器输出的激光不依赖于谐振腔,它是经过无序增益介质中的屡次散射而构成随机分布式反应,当反应增益大于损耗时,完成激光输出。这种无谐振腔的光纤随机激光器具有结构愈加简略、噪声更低、稳定性更好等利益。2009年,随机光纤激光器被初次报导,随后便得到了广泛的重视。其间随机光纤激光器结构直接输出超接连谱计划承继了随机光纤激光器的利益,近几年来得到了快速开展。
2018年,电子科技大学饶云江团队的马瑞等人初次对根据随机光纤激光器结构输出超接连谱进行了报导,试验结构如图6(a)所示。试验选用一个1365 nm的拉曼激光器泵浦一段16 km长的真波光纤。一个中心波长坐落泵浦波长一阶拉曼处(1461 nm)的光纤光栅供给点反应然后构成一个半开腔的随机光纤激光器。图6(b)显现了在不同泵浦功率下输出的光谱演化,终究在4 W左右泵浦功率下,取得了20 dB光谱带宽约250 nm的超接连谱输出。随后,该团队在该结构基础上添加了一段色散补偿光纤来添加随机分布式反应,验证了反向输出的超接连谱具有更好的时域稳定性。
图6 根据半开腔随机光纤激光器输出超接连谱。(a)结构示意图; (b)光谱随泵浦功率的演化图。TW fiber:真波光纤
随后研讨者们选用了各种办法对泵浦激光器进行功率进步。2018年,印度纳米科学研讨所Arun等人选用1117 nm的掺镱光纤激光器并将泵浦功率进步到了100 W,将光纤光栅的点反应更换成平角的端面宽带反应(反射率约4%),将被迫光纤更换成2 km SMF28e,试验结构如图7(a)所示。终究在80 W的泵浦功率下,取得了光谱规模为 880-1900 nm、输出功率为30 W的超接连谱,试验成果如图7(b)所示。在此基础上,该课题组在2020年又提出了一种双波长功率组合的结构来进行功率进步,试验结构如图8(a)所示。文中选用了两个独立掺镱光纤激光器(一个波长在1117 nm,输出功率为70 W;一个波长在1064-1088 nm之间可调,输出功率为70 W),而且SMF28e光纤的长度被缩短到1 km,在这种泵浦机制下,终究取得了输出功率为70 W、光谱掩盖850-1900 nm的超接连谱输出,试验成果如图8(b)所示。2022年,上海光学精密机械研讨所冯衍团队的程鑫等人经过选用掺镱光纤扩大器对种子激光进行功率扩大,进一步将泵浦源的功率进步到了300 W,终究在泵浦600 m SMF28e中取得了输出均匀功率为130 W、光谱规模为852-2055 nm的超接连谱输出,试验结构及输出成果别离如图9(a)和9(b)所示,其间输出的光谱显现的是两种不同种子源下输出的超接连谱。
图7 根据34 W半开腔随机光纤激光器输出超接连谱的(a)结构示意图及(b)输出光谱
图8 根据双波长激光在随机激光器中输出70 W高功率超接连谱。(a)试验设备图;(b)输出超接连谱的光谱图
图9 根据光纤扩大器扩大的130 W半开腔随机光纤激光器输出超接连谱。(a)试验设备图;(b)输出超接连谱的光谱图
上述半开腔结构的随机光纤激光器输出超接连谱的功率进步均受限于波分复用器(WDM)的高功率接受才能。因而,2022年,清华大学肖起榕团队抛弃了WDM的运用并提出了一种多波长泵浦的全开腔随机光纤激光器结构,试验设备如图10(a)所示。文中将扩大后的拉曼光纤振动器和掺镱光纤振动器一起注入到415 m 的46/400 um掺锗双包层光纤(GDF)中,在一个全开腔的随机光纤激光器中取得输出功率为3 kW、光谱规模为925-1862 nm的超接连谱输出,试验成果如图10(b)所示。该试验标明根据随机激光器结构输出超接连谱计划具有极大的功率进步潜力。
图10 3 kW超接连谱发生在一个全开腔随机光纤激光器中。(a)结构示意图;(b)输出光谱跟着输出功率的演化图
从2019年开端,本课题组对根据随机光纤激光器结构输出超接连谱计划也进行了一系列的研讨,旨在一个更简略、更高效的结构中完成宽带高功率超接连谱输出。2019年本课题组陈兰剑等人提出了一种新颖的随机光纤激光器结构,如图11(a)所示。试验中运用宽谱光纤反射镜供给左边的反应,1 km GDF供给随机分布式反应,坐落掺镱光纤(YDF)增益带宽内的光在这两种反应构成的反应回路中被逐步扩大,然后下降了超接连谱发生的阈值。终究,在仅976 nm激光二极管泵浦的条件下,在1 km的GDF中完成了光谱掩盖600-1700 nm、输出功率为3.4 W的超接连谱输出,这是初次根据随机光纤激光器完成了可见光至近红外波段超接连谱输出,光谱随功率演化如图11(b)所示。此外,课题组还剖析了YDF的方位和扩大自发辐射泵浦源中的寄生激光对输出光谱特性的影响,试验成果标明将YDF置于随机光纤激光器的腔内,并选用含有寄生激光的扩大自发辐射源作为泵浦,有利于激起高阶斯托克斯光然后促进超接连谱的发生。
为了进一步改善其光谱宽度和平整度,2020年,本课题组何九如等人将GDF更换为一段PCF,得益于PCF杰出的非线性光谱拓宽才能和有用的随机分布式反应,终究取得了光谱掩盖400-2300 nm的宽带平整可见光至近红外波段超接连谱输出,这是初次报导的根据PCF随机光纤激光器输出超接连谱,光谱随功率的演化如图12所示。2021年,本课题组将图11(a)的随机光纤激光器结构更换为保偏的随机光纤激光器结构来改善输出的超接连谱。图13所示为非保偏结构和保偏结构随机光纤激光器输出超接连谱的比照图,光谱规模别离为700-1700 nm和600-1900 nm。两种结构输出的光谱差异在于保偏结构使得泵浦功率大部分会集在一个轴上,在相同的泵浦功率下,具有线偏振的GDF非线性相互作用会得到有用增强,然后输出超接连谱具有更好的光谱带宽和平整度。这是根据保偏随机光纤激光器结构输出超接连谱的初次揭露报导。为了进一步进步输出功率,课题组对试验计划进行优化规划,选用大纤芯25/400 μm的YDF和GDF替换小芯径YDF和GDF,试验结构和试验成果别离如图14(a)和14(b)所示,其间合束器输入信号端切平角供给宽带反应。可以看出,根据如此简略的结构,超接连谱输出功率现已进步到289 W,标明该计划在超接连谱功率进步方面充满了巨大潜力。
图11 根据半开腔的随机激光器输出超接连谱。(a)结构示意图;(b)输出光谱跟着泵浦功率的演化图
图14 根据289 W半开腔的随机光纤激光器输出超接连谱。(a)结构示意图;(b)跟着输出功率的光谱演化
从上述比较有代表性的文献报导中可以看出,虽然该计划从初次报导到现在只需四五年时刻,但在输出超接连谱功率进步方面得到了快速开展并完成了巨大打破。根据WDM器材的半开腔随机光纤激光器输出超接连谱的功率进步受限于该器材的高功率接受才能。经过摒弃WDM,在一个扩大的多波长全开腔随机光纤激光器中(两个振动器种子+一级扩大器)完成了高达3 kW的超接连谱激光输出,但该结构相关于随机光纤激光器计划中的其他结构而言稍显杂乱。根据平角的半开腔反应结构简略,功率进步作用显著,但光谱功能有待进一步优化。
因为受热负载、非线性效应等要素的约束,单根光纤输出的激光功率存在上限。为了取得更高功率的光纤激光输出,对中等功率的光纤激光光束进行组成是一个有用的解决计划。不同于单波长的功率合束,超接连谱的功率合束要求超宽带的光可以高功率的经过,因而该计划完成高功率全光纤超接连谱的关键在于宽谱功率合束器材。商业化的单波长合束器功率早已到达了20 kW,因而该计划相关于单路超接连谱的功率进步具有输出更高功率的潜力。
2015年,本课题组周航等人运用3×1 宽带光纤功率合束器完成了输出功率为202.2 W的近红外超接连谱输出,光谱规模为1060-1900 nm,合束功率高达96 %。输入光纤纤芯和包层尺度为30/125 μm,数值孔径为0.08,输出光纤纤芯和包层尺度为100/260 μm,数值孔径为0.2,光纤合束器结构如图15(a)所示。合束器的锥区长度对耦合功率影响较大,当光纤进行拉锥时,光纤的纤芯直径会越来越小,然后导致光从锥区走漏出去下降传输功率。图15(b)所示为模仿的传输功率与拉锥长度之间的联系,其间纵坐标表明的是拉锥后/拉锥前的功率比,当光锥区长度操控在1-4 mm左右时,传输功率改变不大,当光锥区长度超越4 mm时,三个波长的功率比均开端下降,且长波处下降的更快。因而,经过模仿可以得出比较适宜的锥区长度约为4 mm。随后,本课题组又规划了一个7×1的宽带光纤功率合束器,将合束后近红外超接连谱光源的输出功率进一步进步至802 W,光谱掩盖1060-1700 nm,合束功率约95%。该成果标明选用非相干合束的办法可以取得高功率超接连谱光源。该计划相关于单个扩大器中发生高功率超接连谱具有如下优势:榜首,将几路较小模场面积光纤的输出光经过功率合束器耦合到一根模场面积较大的光纤中,在平等输出功率水平的前提下,合束前每一路扩大器的输出功率可以操控在热办理可以接受的水平,这样就把总的热办理压力化解到若干个小的热办理体系中,便利办理;第二,合束器的输出光纤对错掺杂的无源光纤,不会发生因为非线性效应和增益扩大而带来的剩余热量,因而该部分光纤的热办理压力也不大,而且可以传输更高功率的激光,极大地进步了体系输出总的功率水平。
图15 近红外超接连谱的功率合束。(a)合束器示意图;(b)模仿的不同波利益的传输功率与拉锥长度之间的联系
2022年,北京工业大学孙畅团队经过规划了一个7×1的超接连谱光纤合束器完成了143.4 W高功率白光超接连谱输出,光谱规模450-1700 nm,合束功率高达97.4%。根据绝热锥变和亮度守恒原则,关于单根输入拉锥光纤而言,只需当拉锥长度大于模仿的临界锥区长度时,其传输的损耗才相比照较低。从图16 中可以看出,榜首,在固定的拉锥比r1/r0(输出(r1)和输入(r0)纤芯直径比)下,只需长波的光能低损耗输出,一切波长的光均能低损耗输出,因而拉锥长度越长越好,但过长的拉锥长度不利于器材的稳定性,因而只需稍微超越即可。第二,关于固定的拉锥长度而言,也是首要考虑长波处低损耗输出,因而需求更高的拉锥比即可确保整个宽带波长低损耗输出,但是拉锥后的光纤越粗会使得后续熔接到输出光纤的损耗增大。因而,合束器的锥区规划需求归纳考虑这些要素。
由上述几个比较有代表性的文献报导来看,相关于近红外超接连谱功率合束而言,可见光超接连谱功率合束在合束器制造方面会更有优势,因而该计划更有利于可见光超接连的功率进步。现在报导的可见光超接连谱合束功率较低的原因可能有两点:1.单路可见光超接连谱输出功率较低,当单路选用PCF取得可见光超接连谱时,PCF在后续熔接到合束器上也存在着必定的困难;2.现在报导的单路可见光超接连谱光谱掩盖规模是从可见光到近红外波段,长波处较高的耦合损耗将会下降宽带合束器的合束功率。往后可以经过优化单路超接连谱的可见光功率占比来进一步进步可见光超接连谱的功率合束功率。
高功率可见光至近红外波段超接连谱光源在近几年的时刻里得到了快速的开展,根据MOPA结构的可见光超接连谱输出功率现已打破300 W,根据随机光纤激光器结构直接输出近红外超接连谱的功率现已打破3 kW,新式光纤和新计划的出现为高功率超接连谱的开展注入了新的生机。
关于高功率可见光超接连谱而言,非线性光纤结构的优化规划依然是其主旋律。现在,PCF依然是高功率可见光超接连谱发生的首要非线性介质。虽然PCF的模场直径和结构一直在优化,相对而言,其模场直径依然较小,严峻限制着其输出超接连谱功率的进一步进步。跟着GRIN MMF的进一步开展,信任这种具有较大纤芯尺度、光束自清洁效应和一起的短波拓宽机制的光纤能推进高功率可见光超接连谱的进一步开展。现在该光纤仍处于起步开展阶段,其发生的可见光超接连谱暂时比不上PCF输出超接连谱计划的作用。未来可以经过对该光纤的折射率曲线、掺杂浓度以及结构进行优化规划以及改善泵浦光源来进一步进步其输出超接连谱的功率和光谱功能。此外,现在报导的高功率可见光超接连谱大多数是根据MOPA结构完成的,而多路非相干组成计划在可见光超接连谱功率进步方面也极具潜力,未来可以经过优化规划宽带功率合束器,进一步进步输出可见光超接连谱的功率水平。
关于高功率近红外超接连谱而言,根据MOPA结构输出近红外超接连谱功率计划虽然结构较为杂乱,但在确保泵浦均匀功率的前提下能供给较高的泵浦峰值功率,发生超接连谱的光谱功能较好;关于随机光纤激光器结构直接输出超接连谱计划而言,其结构简略,发生的超接连谱输出功率较高,在单路的超接连谱光源功率进步中最具潜力。因为该计划现在还处于起步阶段,有些内涵的物理机理没有彻底明晰,信任在未来该计划可以在理论和试验上完成更大的开展和打破;关于多路非相干组成计划而言,该计划有着打破超接连谱输出功率极限的潜力,但因为商场需求较小以及国内外投入的科研力气偏少,导致该方AOS案现在开展相对较为缓慢,但未来当单路光纤输出超接连谱的功率挨近极限时,该计划是进一步打破输出功率天花板的重要手法。
本文要点就上述三种技能计划选择了一些国内外比较有代表性的研讨成果,要点介绍了一下近几年国防科技大学在高功率超接连谱方面的研讨开展。跟着光纤拉制工艺水平的进步以及半导体激光器输出功率的进一步进步,以及超接连谱光源在光电对立、光学相干层析成像和高光谱激光雷达等范畴的逐步推广运用,信任未来高功率超接连谱光源的输出功率水平会继续进步,间隔单波长高功率光纤激光器的距离会越来越小。
这项研讨取得湖南省自然科学基金(No.2022JJMSXM2506)的赞助和支撑。
《带间级联激光器和量子级联激光器技能及商场-2021版》 《VCSEL专利态势剖析-2022版》
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