上海光機所在高功率雷射光纖傳能研究中取得進展 | OE NEWS

2021-02-23 光電匯OESHOW

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射單元技術實驗室，在基於微結構空芯光纖的高功率雷射傳能研究中取得新進展。研究團隊利用自研低損反諧振空芯光纖，成功實現了3 m長度以上1 μm波長300 W連續光雷射的單模柔性傳輸。圖1為反諧振空芯光纖傳輸損耗測量圖。

圖1 反諧振空芯光纖傳輸損耗測量圖（插圖為反諧振空芯光纖電鏡圖）

傳統光纖由石英材料製成，在長距離大功率雷射傳能應用中，其較強的光學非線性效應引發的波長轉換與雷射損傷，從根本上限制了石英光纖的雷射傳輸能力。

近些年發展的大芯徑空芯光纖將能量束縛於中空的纖芯中，為雷射能量提供了一個類似自由空間傳輸的環境，使空芯光纖在雷射傳輸過程中具有極高的損傷閾值，極低的非線性和較低的色散，在大功率和超快雷射傳輸應用中具有巨大的潛力。

在本工作中，研究人員採用4-f透鏡系統，將1080 nm連續光工業光纖雷射器輸出光束經縮放後耦合入低損空芯反諧振光纖，從實驗和理論兩方面系統探索和討論了低損空芯反諧振光纖近紅外大功率雷射傳能中的表現。圖2為基於空芯光纖的高功率能量傳輸實驗裝置圖。

圖2 基於空芯光纖的高功率能量傳輸實驗裝置圖

上海光機所自製的反諧振空芯光纖在1080 nm波長具有單模傳輸特性，傳輸損耗約0.05 dB/m。在375 W入射功率條件下，反諧振空芯光纖耦合效率可達80%以上，實驗中完成了1小時無損、穩定的單模柔性傳輸；在300 W以下入射功率條件下，反諧振空芯光纖可實現10小時以上雷射功率穩定傳輸，無任何雷射損傷。圖3為基於空芯光纖的高功率能量傳輸的輸出功率與耦合效率隨輸入功率變化圖。

圖3 基於空芯光纖的高功率能量傳輸的輸出功率與耦合效率隨輸入功率變化圖

實驗證明，反諧振空芯光纖輸出的雷射光束質量一般優於雷射光源光束質量。本研究為進一步發展基於空芯光纖的千瓦級高功率雷射傳能打下了紮實的研究基礎。

來源：上海光機所官網



光電匯媒體以原創文章專注發布雷射光學領域的市場分析、光電器件和技術的專業解答、一手資訊、線上直播等信息，讓光學人快速讀懂光電圈。

 

本文註明來源為其他媒體或網站的文/圖等稿件均為轉載，如涉及版權等問題，請作者在20個工作日之內聯繫我們，我們將協調給予處理。最終解釋權歸光電匯所有。


請聯繫oepn@siom.ac.cn

商務合作，請聯繫

季先生 18018304797

覺得有用，請點這裡↓↓↓

相關焦點

  • 上海光機所在高功率雷射非線性熱像形成機制方面取得進展
    近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射物理聯合實驗室在高功率雷射傳輸中克爾效應誘致非線性熱像效應研究方面取得進展。團隊研究發現了具有缺陷邊緣陡峭性依賴的多峰熱像的新現象，探明了其背後的機理和形成多峰的臨界條件。相關成果發表於《光學快報》（Optics Express）上。
  • 上海光機所提出高功率光纖雷射倍頻新技術
    近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖雷射技術實驗室在高功率光纖雷射倍頻領域取得新進展，提出少頻雷射諧振倍頻的技術，實現了高功率高效率的連續波倍頻雷射輸出，該技術提供了一種獲得高功率可見光光纖雷射的新思路。相關工作發表在 Optics Letters。
  • 上海光機所提出了一種高功率光纖雷射倍頻新技術
    近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖雷射技術實驗室在高功率光纖雷射倍頻領域取得新進展。
  • 上海光機所在反諧振空芯光纖材料損耗理論研究方面取得進展
    近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射單元技術實驗室研究團隊在中紅外波段反諧振空芯光纖基礎研究中取得新進展。團隊圍繞光纖材料吸收引發空芯光纖傳輸損耗這一光波導基本問題開展了深入理論研究，建立了國際首個空芯光纖材料損耗的解析模型，並利用該模型預測了石英基玻璃材料在4微米中紅外波段的損耗極限。
  • 高功率光纖雷射,前景可能遠超你的想像
    實際上早在1961年，美國科學家E.Snitzer就提出在雷射腔內使用稀土摻雜光纖可以得到穩定的單模雷射輸出，但是受限於光纖製作和抽運光源，未能得到快速發展。20世紀70到80年代是半導體雷射器和光纖拉制工藝快速發展的二十年，得益於氣相沉積的現代化工藝和能在室溫下工作的半導體抽運源，單模光纖雷射器的研究工作逐步展開。
  • 上海光機所在體布拉格光柵角度放大器研究方面取得進展
    上海光機所在體布拉格光柵角度放大器研究方面取得進展 2019-03-18 上海光學精密機械研究所 >　　中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室和高功率雷射單元技術實驗室聯合
  • 周期倍增鎖模光纖雷射器研究獲進展
    近期，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率光纖雷射技術實驗室在周期倍增鎖模光纖雷射器方向的研究取得新進展。通過一種九字形光纖雷射器獲得了周期倍增的超短脈衝，揭示了從周期性穩態到混沌狀態的典型演化過程，相關成果發表於《光學快報》（Optics Express）。
  • 抗光子暗化、深紫外傳能空芯光纖研究獲進展
    、深紫外傳能空芯光纖研究中取得的突破性進展。上海光機所高功率雷射單元技術實驗室研發的反諧振型空芯石英光纖，在218nm波段實現了0.1dB/m的低損傳輸，較傳統熔融石英光纖損耗降低了近一個數量級。在傳輸脈衝寬度17ns、脈衝能量0.47μJ、重頻30kHz的266nm調Q雷射的過程中，空芯光纖在1小時內無光子暗化現象出現，遠遠超越折射率型石英光纖表現。該研究成果發表於Opt. Express 26, 10879 (2018)。
  • 上海光機所高量子產率紅外上轉換發光微晶研究取得進展
    上海光機所高量子產率紅外上轉換發光微晶研究取得進展 2020-10-16 上海光學精密機械研究所 【字體：大 中 小】
  • 上海光機所在鈉雷射導引星研究方面取得新進展
    近期，上海光機所在鈉雷射導引星研究方面取得新進展。空間雷射與信息技術研究中心提出一種新的方法，讓連續波鈉導星雷射在左右旋圓偏振態之間以拉莫爾頻率周期性切換，實現對鈉原子的磁共振抽運。導引星是自適應光學系統的關鍵部分，廣泛採用的方法是用黃色雷射激發90公裡高空大氣中間層頂自然存在的鈉原子層，鈉原子發光形成人工導引星。導引星的亮度是決定自適應光學性能的重要參數，普遍採用圓偏振雷射以提高回波效率。但是，在地磁場環境中，吸收圓偏振光的鈉原子會繞著磁場作拉莫爾進動，大大削弱光抽運的效果。
  • 上海光機所在以低熔點玻璃為前驅體製備鈣鈦礦量子點研究取得進展
    近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率雷射單元技術實驗室在以玻璃為前驅體製備鈣鈦礦量子點方面取得新進展。不同於傳統的熱處理方法，研究人員發明了一種以低玻璃轉變溫度的玻璃為前驅體製備鈣鈦礦量子點的新方法，通過水誘導在玻璃表面製備得到CsPbX3(X=Cl,Br,I）量子點。該方法在防偽等領域展現出的應用前景，相關研究成果發表於Journal of Alloys and Compounds。
  • 上海光機所在雙光子激發的光動力治療研究方面取得進展
    上海光機所日前發布消息稱，上光所強場雷射物理國家重點實驗室近期在飛秒雷射激發的雙光子光動力治療研究方面取得進展，利用800nm近紅外一區生物光學窗口的飛秒雷射開展了雙光子螢光顯微成像和活體成像的研究，在實驗室實現了成像導航下的深度腫瘤的診療。
  • 環太平洋雷射損傷研討會:紫外紅外高功率雷射損傷
    為了加強環太平洋地區「高功率雷射損傷與光學材料」相關科技領域科研人員的信息交流，提供交流新思想、新方法、新技術的學術平臺，由中科院上海光機所和美國國際光學工程協會(SPIE)聯合主辦，在中科院上海光機所邵建達研究員、美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)Christopher J.
  • 上海光機所在光致熱折變玻璃及體光柵研製方面取得進展
    中國科學院上海光學精密機械研究所在用於體光柵（VBG）的光致熱折變玻璃（Photo-Thermo-Refractive glass，簡稱PTR）
  • 上海光機所啁啾調幅外差探測雷射關聯成像研究取得進展
    近期，中國科學院上海光學精密機械研究所中科院量子光學重點實驗室研究了背景光、光源的調製深度和調製時長對啁啾調幅外差探測雷射關聯成像質量的影響，通過實驗證明了-30dB輻照信噪比的條件下，啁啾調幅外差探測雷射關聯成像系統仍可取得高質量圖像。此外，高的調製深度和長的調製時長均對外差關聯成像質量有益。
  • 上海光機所矢量漩渦光束雷射器研究取得突破
    上海光機所矢量漩渦光束雷射器研究取得突破 2015-03-18 上海光學精密機械研究所 【字體：大 中 小】 而渦旋光束則由於具有螺旋位相，該光束中的光子帶有軌道角動量，並可將軌道角動量傳遞給處於光場中的微粒（分子、原子、電子和等離子體等）上從而導致其沿圓周軌道運動。通過各種方式分別產生矢量光束和螺旋相位光束一直是雷射光學研究領域的熱點之一，但利用雷射器直接輸出同時具有矢量偏振和螺旋相位的雷射束尚未見報導。
  • 上海光機所光纖雷射器噪聲抑制研究獲進展
    近日，中國科學院上海光學精密機械研究所中科院空間雷射信息傳輸與探測技術重點實驗室，在光纖雷射器頻率噪聲抑制研究中取得進展，基於腔內光學負反饋效應成功將單頻光纖雷射器的低頻頻率噪聲抑制至熱噪聲極限。該技術有望克服傳統雷射器頻率穩定技術複雜昂貴的限制，有效推動低噪聲單頻光纖雷射器從實驗室環境走向雷射雷達、光纖傳感等工業應用領域。相關研究論文發表在《光學快報》（Opt.Express）。近年來，隨著雷射頻率穩定技術的迅速發展，低噪聲單頻光纖雷射器廣泛應用於光原子鐘、引力波探測等科技領域。
  • 光電所在光纖雷射的相干組束和傳輸控制方面取得新進展
    光電所在光纖雷射的相干組束和傳輸控制方面取得新進展 2017-05-25 光電技術研究所 【　　日前，中國科學院光電技術研究所自適應光學重點實驗室李新陽、耿超課題組在光纖雷射相控陣技術研究方面取得新進展：以雙向收發的自適應光纖準直器為基礎模塊，構建了整體口徑100 mm的七單元雷射收發陣列（光纖雷射相控陣），於湍流環境下實現了光纖雷射的相干組束和高效傳輸控制。
  • 高非線性石英光子晶體光纖研製取得進展—新聞—科學網
  • 科學網—高非線性石英光子晶體光纖研製取得進展
    中科院上海光機所高非線性石英光子晶體光纖研製取得進展   本報訊 中國科學院上海光學精密機械研究所研究員廖梅松帶領非線性光纖課題組劉垠垚、吳達坤等人，在高非線性光子晶體光纖的研製方面取得了新進展。 由於高非線性光子晶體光纖具有普通階躍型光纖所不具備的特殊色散和高非線性，是產生超連續譜雷射的核心器件。超連續譜是一種具有超寬的光譜和高度方向性的高亮度寬帶光源，在生物醫學、超快光譜學、光纖通信、高分辨成像、傳感技術等方面有著重要應用。 高非線性石英光子晶體光纖由多圈尺寸在波長量級的空氣微孔包圍細小的纖芯構成，其結構精細複雜，拉制工藝難度極高。