具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统技术方案

具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，包括线偏振主振荡器、准直透镜组、λ/4玻片、λ/2玻片、聚焦透镜组、高功率主放大器、扩束准直系统、高反镜、功率接收器、分束器、光电信号转换显示模块、光束质量测量仪。通过在大功率光纤激光放大器中引入偏振调控系统，减少沿大功率光纤激光放大器增益光纤纵向注入和传输的高阶模式比例，能够抑制大功率光纤激光放大器中的模式不稳定效应。该系统能够有效提升由于非线性效应和传统横模干涉引起的模式不稳定阈值，为大功率光纤激光的进一步功率提升和性能优化提供可靠的技术手段。

High power fiber laser amplifier system with high mode unstable threshold

A high-power fiber laser amplifier system with high mode instability threshold includes a linearly polarized main oscillator, collimating lens group, a lambda/4 slide, a lambda/2 slide, a focusing lens group, a high-power main amplifier, a beam expanding and collimating system, a high mirror, a power receiver, a beam splitter, a photoelectric signal conversion display module, a beam quality measurement Measuring instrument. By introducing a polarization modulation system into the high power fiber laser amplifier, the mode instability effect in the high power fiber laser amplifier can be suppressed by reducing the ratio of high order modes injected and transmitted along the longitudinal direction of the gain fiber of the high power fiber laser amplifier. The system can effectively enhance the mode instability threshold caused by nonlinear effect and traditional transverse mode interference, and provide a reliable technical means for further power enhancement and performance optimization of high power fiber laser.

【技术实现步骤摘要】
具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统
本专利技术属于强激光
，特别是涉及一种具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统。
技术介绍
与其他类型激光器相比，光纤激光具有转换效率高、光束质量好、热管理方便、结构紧凑、易于维护等诸多优势，得到了国内外多家研究单位的广泛关注。自1964年第一台光纤激光器问世以来，光纤激光在过去五十多年的发展历程中已经取得了令人瞩目的发展成就，其应用范围也已经拓展到激光切割、激光焊接、材料成型、激光钻井、激光破岩等诸多领域。在诸多应用领域推动下，光纤激光作为一种实现大功率光源的重要技术方案一直备受国内外研究者的广泛青睐。自1999年光纤激光首次突破百瓦之后，光纤激光输出功率在过去近二十年的发展历程中显示出了十分诱人的功率提升潜力和发展前景。然而，受限于介质本身的热效应、高亮度泵浦技术、非线性效应、光纤端面损伤、模式不稳定效应等，单路光纤激光功率提升目前已面临严峻的技术瓶颈。目前研究结果表明对于纤芯<100μm的增益光纤，模式不稳定是限制光纤激光亮度提升的首要因素。模式不稳定的物理图像如下所述：随着泵浦功率的增加，当光纤激光器输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，其特征在于：通过在大功率光纤激光放大器中引入偏振调控系统，减少沿大功率光纤激光放大器增益光纤纵向注入和传输的高阶模式比例，能够抑制大功率光纤激光放大器中的模式不稳定效应，其中所述偏振调控系统是利用λ/4玻片和λ/2玻片实现线偏振光纤激光的偏振调控的偏振调控系统。

【技术特征摘要】
1.具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，其特征在于：通过在大功率光纤激光放大器中引入偏振调控系统，减少沿大功率光纤激光放大器增益光纤纵向注入和传输的高阶模式比例，能够抑制大功率光纤激光放大器中的模式不稳定效应，其中所述偏振调控系统是利用λ/4玻片和λ/2玻片实现线偏振光纤激光的偏振调控的偏振调控系统。2.根据权利要求1所述的具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，其特征在于：系统包括线偏振主振荡器、准直透镜组、λ/4玻片、λ/2玻片、聚焦透镜组、高功率主放大器、扩束准直系统、高反镜、功率接收器、分束器、光电信号转换显示模块、光束质量测量仪；从线偏振主振荡器输出的线偏振光纤激光经过准直透镜组准直输出后先后入射到λ/4玻片和λ/2玻片；经过λ/4玻片和λ/2玻片后的激光束经聚焦透镜组耦合进高功率主放大器进行功率放大；经高功率主放大器放大后的激光束通过扩束准直系统准直输出到自由空间；准直输出的光束入射到高反镜，绝大部分光束经高反镜反射出来，这部分反射光被功率接收器接收；一小部分光束经高反镜透射出来，这部分透射光被分束器分为两束，其中经分束器反射出的反射光入射到光电信号转换显示模块，经分束器透射出的透射光注入到光束质量测量仪。3.根据权利要求2所述的具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，其特征在于：通过旋转λ/4玻片以及λ/2玻片其主轴的角度，能够将入射的线偏振光纤激光的偏振态调控为期望的偏振分布。4.根据权利要求2或3所述的具备高模式不稳定阈值的大功率光纤激光放大器系统，其特征在于：还包括线偏振级联光纤预放大系统，从线偏振主振荡器输出的线偏振光纤激光首先入射到过线偏振级联光纤预放大系统进行功率预放大，功率预放大后的线偏振激光入射到准直透镜组实现准直...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鹏飞，粟荣涛，孟达人，宋家鑫，黄龙，马阎星，冷进勇，周朴，刘泽金，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43