全光纤镱波段信号辅助高功率铒镱共掺脉冲放大器的研究

高功率铒镱共掺光纤放大器（EYDFA）工作在人眼安全波段，在激光雷达、空间通讯以及工业加工等领域都有着重要的应用价值。我们前期对连续光放大的研究结果表明，与泵浦反向的镱波段ASE及由其引发的自激振荡和自脉动是限制其功率提高的主要因素。通过同时在镱波段引入一个与泵浦同向的适当信号，可以有效地抑制ASE、自激震荡和自脉动，大大提高放大器的输出功率、泵浦转化效率和稳定性。本项目中我们将对该技术在脉冲EYDFA中的应用进行系统的理论和实验研究。同时对采用长周期光栅和脉冲泵浦两种抑制ASE的方法进行研究；研究全光纤化低损耗耦合技术，研制全光纤化的镱波段信号辅助高功率EYDFA并进行实验研究，实现对重复频率kHz量级 ns光脉冲的稳定高效放大，单脉冲能量>0.5mJ,峰值功率>50kW,平均功率>20W;发表高水平论文3-5篇，申请发明专利1-2项，培养研究生1-2名。

Yb波段ASE是限制高功率铒镱共掺光纤放大器（EYDFA）功率提高的主要因素。2010年我们首次提出并论证了在EYDFA泵浦端引入一个合适波长和功率的Yb波段信号可以有效抑制后向Yb波段ASE，提高EYDFA的稳定性和泵浦转化效率。该方法以得到国际同行的广泛认可。. 本课题我们对Yb波段信号辅助脉冲EYDFA进行了系统的理论和实验研究。建立了Yb波段信号辅助脉冲EYDFA的理论模型和数值求解方法，分析了Yb波段信号波长、功率放大器性能的影响。通过对该理论模型的求解，可以对脉冲EYDFA进行优化设计；首次对低重复率脉冲泵浦EYDFA进行了系统研究，发现信号脉冲与泵浦脉冲间的时延对放大效果有重要影响，提出了不同泵浦功率情况下最佳泵浦脉宽的确定和信号-泵浦脉冲时延的优化方法；建立了全光纤化Yb信号辅助脉冲EYDFA实验平台并进行了实验研究，实验得到了平均功率>30W，最大单脉冲能量~0.61mJ的脉冲输出，验证了Yb辅助信号在抑制Yb-ASE提高泵浦转换效率方面的可行性和有效性；共发表署名项目资助的论文21篇，其中SCI检索14篇，EI检索18篇，申请国家发明专利1项，培养博士1名，硕士2名。