掺镱脉冲光纤放大器优化研究：抑制拉曼效应提升性能

"对主振荡功率放大器(MOPA)方式的脉冲抽运掺镱脉冲光纤放大器进行了深入的理论研究，关注了在放大过程中抽运脉冲、激光脉冲与拉曼斯托克斯光脉冲之间的相互作用。通过分析增益光纤中上能级粒子数密度随抽运时间的变化，确定了最佳抽运脉冲宽度。研究发现，随着抽运功率的提升，受激拉曼散射(SRS)会限制激光脉冲能量的增长，但选择最佳抽运功率可以最大化激光脉冲的能量。此外，还探讨了光纤长度和纤芯直径对最佳抽运功率、激光脉冲以及一级斯托克斯光脉冲的影响。结果显示，使用粗纤芯和短光纤长度可以在抑制SRS的同时，提高激光脉冲的能量和峰值功率。" 在激光科学领域，掺镱脉冲光纤放大器是一种重要的设备，它广泛应用于高功率脉冲激光系统。本文聚焦于MOPA结构，这是一种由种子激光器产生的低功率脉冲经过多个功率放大阶段增强的技术。在脉冲抽运过程中，抽运脉冲的能量被传输到增益介质（掺镱光纤）中，使得光纤内的粒子从基态跃迁至激发态，从而实现能量的储存。 研究中提到的拉曼斯托克斯效应是光纤中的一种非线性现象，当激光脉冲在光纤内传播时，由于与光纤材料的相互作用，部分光能被转化为较长波长的拉曼斯托克斯光。这种效应在高功率操作中会消耗激光能量，导致脉冲能量的降低。通过调整抽运脉冲的宽度，可以在一定程度上控制SRS的发生，从而优化放大器性能。 另外，光纤的几何特性，如长度和纤芯直径，对系统的性能有显著影响。较短的光纤可以减少受SRS影响的时间，而较粗的纤芯可以减小光密度，进一步抑制SRS。通过优化这些参数，可以在保持高能量输出的同时，减少非线性效应的负面影响。 该研究为设计和优化掺镱脉冲光纤放大器提供了理论依据，有助于实现更高性能的脉冲激光系统。对于激光技术的发展，尤其是在精密加工、医学应用、遥感探测等领域，这样的研究具有重要的实践意义。