高功率包层泵浦掺Yb光子晶体光纤激光器件,是由高功率LD泵浦源、掺Yb双"空气孔/石英"包层光子晶体光纤和二相色介质镜构成的。具有内包层数值孔径高、掺杂纤芯的偏心和大模面积设计等特点。通过对波导与包层间有效折射率差的精确控制,易于实现对光波的传输特性和模式分布的有效地控制。项目的研究内容有掺Yb双包层光子晶体光纤的设计研制;"高功率、高效率掺Yb双包层光子晶体光纤激光器件"的理论模拟和分析;单横模运转、高功率、高效率连续输出的掺Yb双包层光子晶体光纤激光器,高能量短脉冲输出的调Q掺Yb双包层光子晶体光纤激光器的研制等。掺Yb双包层光子晶体光纤激光器件是继半导体量子点和量子阱激光器件之后的又一个可以人为工程化的光子学器件,是较常规Yb双包层光纤激光器件性能更优的光纤光子源。它在光通信、科学研究、军事科学、光学测量、精密仪器加工等领域有着广泛的应用。
开展高功率包层泵浦掺镱光子晶体光纤激光器件的研究具有重要的理论意义和应用价值。项目组围绕研究目标,立足创新,顺利完成了各项研究工作,获得了多项研究成果。主要包括1、在理论研究和优化设计的基础上,成功研制出了性能指标优异的国产掺镱双包层光子晶体光纤。2、研制出了具有高转换效率的光束耦合系统。3、开展了包层泵浦掺杂光子晶体光纤激射机理的理论模拟分析和实验研究。4、研究与研制了国产包层泵浦掺镱光子晶体光纤激光器,得到了最大输出功率3.94 W、斜率效率为61%的激光输出。5、研究与研制了包层泵浦掺镱光子晶体光纤超荧光光源,得到了最大输出功率2.54 W的超荧光输出,此时的斜率效率为40.6%,3dB带宽11.596 nm。6、研究与研制了可调谐包层泵浦掺镱光子晶体光纤激光器,并在激光波长1080 nm处,得到最大输出功率5.51 W、斜率效率53%的激光输出。7、研究与研制了包层泵浦调Q掺镱光子晶体光纤激光器,得到了峰值功率1.06 kW的短脉冲激光输出。另外,项目组在研究生培养,科研论文的发表,相关专利的申请,以及相关领域的研究等方面也取得了可喜的成果。