【摘 要】
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为了给薄片再生放大提供一个优良的种子激光,获得高单脉冲能量,高平均功率的短脉冲或超短脉冲的激光输出,本文提出了种子源加光纤放大的方案,采用分布式反馈激光器（Distributed Feedback Laser,DFB laser）作为种子源,掺镱光纤作为放大器进行光放大的技术方案,即主振荡功率放大（Master Oscillator Power Amplifier,MOPA）技术,与薄片放大系统光
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为了给薄片再生放大提供一个优良的种子激光,获得高单脉冲能量,高平均功率的短脉冲或超短脉冲的激光输出,本文提出了种子源加光纤放大的方案,采用分布式反馈激光器（Distributed Feedback Laser,DFB laser）作为种子源,掺镱光纤作为放大器进行光放大的技术方案,即主振荡功率放大（Master Oscillator Power Amplifier,MOPA）技术,与薄片放大系统光谱匹配。得到的放大系统用来作为薄片再生放大器的种子源。MOPA技术将种子激光注入单级或者是多级的光纤放大系统,实现功率放大。它的优点是能够在整个过程中由种子源来决定输出激光的光束质量,而由放大器的增益决定最后输出光的功率。文章首先对基于DFB半导体激光器的掺镱光纤放大进行数值仿真。在不考虑放大自发辐射以及光纤自身损耗的前提下,通过速率传输方程的解,得到放大器的增益,泵浦光阈值功率以及最佳光纤长度的推导,进行数值仿真得到了关于放大器的增益,阈值功率,最佳光纤长度,镱离子的掺杂浓度以及信号光功率之间的关系与相互影响。在此基础上进行实验研究,其中第一级放大中实现了在MOPA系统中将种子激光器放大数十倍,在脉冲重复频率为100 k Hz,脉冲持续时间为20ns时,平均功率为0.15 W,实现了85W的峰值功率输出,在第二级放大后实现了1287W的峰值功率,输出光的中心波长为1030nm,光束质量与种子光一致。在得到了超短脉冲（大于1ns）的放大实验结果后,将该放大器的输出脉冲注入到薄片的再生放大实验中,初步验证了通过半导体调制加光纤放大,再加薄片再生放大的方案,可以获得高单脉冲能量,高平均功率的超短脉冲输出,为更高输出功率,更高单脉冲能量的超快激光器的研发奠定了基础。
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