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MOPA光纤激光器能够在保证光束质量的前提下,获得高平均功率、高脉冲能量的脉冲激光输出。根据所用的种子光源的不同,可获得窄线宽、皮秒和飞秒的高功率的脉冲激光输出,能应用于各种不同的场合,具有较高的学术价值和商业价值,是目前研究的热点。 本论文以掺Yb双包层光纤为增益介质,采用MOPA结构实现全光纤化的脉冲光纤激光器,获得了纳秒脉冲激光输出。并对影响该激光器可靠性的因素进行了实验研究,主要内容如 1.简要介绍了光纤激光器、主要应用领域和发展趋势,MOPA光纤激光器的原理和应用前景;系统介绍了掺Yb双包层MOPA光纤激光器的基本原理和结构。包括掺Yb双包层光纤的特性和包层泵浦技术,Yb3+的能级结构和光谱特性。 2.完成了MOPA光纤激光器光路的设计与制作,而后对该20W光纤激光器进行性能测试。最终获得了中心波长为1064nm,线宽为4nm,M2为1.83,光斑直径为6.7mm,斜效率为60%的25.7W激光输出。 3.研究了二级模块中泵浦源与YDF长度最佳匹配,得出了斜效率及SRS与YDF长度的关系图。在4.5m时的斜效率为54.63%,SRS为-68.12dBm。 4.对影响激光器可靠性的因素进行了实验研究:对ASE、SBS、高峰值功率等易造成激光器烧毁的原因展开了深入的研究。得出了ASE和通过降低截止频率或打标频率而引起的高峰值功率是烧毁激光器的主要原因,而由SBS造成激光器烧毁的可能性较小。此外,高低胶点的熔接质量和SRS均会影响激光器的稳定性。要使激光器可靠运行,要求Signal/SRS>20dB,Signal/ASE>20dB,截止频率应大于25kHZ,高胶点的温度不能超过90℃,低胶点的温度不能超过60℃。