基于材料性能預(yù)測(cè)摻鐿磷酸鹽光纖的激光性能研究獲進(jìn)展

  ICC訊 近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在基于材料性能預(yù)測(cè)摻鐿磷酸鹽光纖的激光性能研究方面取得新進(jìn)展。研究為了改善摻鐿磷酸鹽光纖的激光性能，基于47根摻鐿改性磷酸鹽光纖的基本性能參數(shù)和激光性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分別對(duì)光纖閾值附近的激光波長(zhǎng)、激光閾值和斜率效率建立了激光性能預(yù)測(cè)模型。該研究為特殊波段的激光輸出，激光材料的制備以及光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了一定的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國(guó)陶瓷學(xué)會(huì)會(huì)刊》（Journal of the American Ceramic Society）上。

  光纖激光性能主要的限制性因素是激光材料和光纖結(jié)構(gòu)。目前，從實(shí)驗(yàn)角度上探討研究光纖尺寸結(jié)構(gòu)對(duì)激光性能影響的研究較少。為了控制變量，采用同一根預(yù)制棒拉制不同直徑和長(zhǎng)度的光纖，且在同一個(gè)激光光路中進(jìn)行激光測(cè)試。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，研究人員基于47根摻鐿改性磷酸鹽光纖的基本性能參數(shù)和激光性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（包括光纖閾值附近的激光波長(zhǎng)、激光閾值和斜率效率），建立了光纖激光性能預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，小芯徑的短光纖更易獲得較短的激光波長(zhǎng)輸出，且抑制短波激光輸出會(huì)使激光性能產(chǎn)生大幅度的提升。基于該結(jié)果優(yōu)化光纖的基本參數(shù)和實(shí)驗(yàn)光路，可使其斜率效率比原來(lái)提高35%。該模型可拓展至多組分光纖激光輸出波長(zhǎng)的預(yù)測(cè)，為特殊波段的激光輸出和激光材料的制備和光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

  研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。

  摻鐿磷酸鹽光纖激光性能的計(jì)算值和預(yù)測(cè)值比較圖：（a）光纖損耗效應(yīng)修正系數(shù)；（b）激光閾值附近的輸出波長(zhǎng)；（c）激光閾值；（d）激光斜率效率

  來(lái)源：中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所