全光纤高功率Er/Yb共掺双包层光纤放大器的性能优化与分析

本文主要探讨了一种基于全光纤结构的高效Er/Yb共掺双包层光纤放大器（EYDCF）的设计和实验研究。该放大器结合了Er/Yb共掺杂技术和主振荡功率放大（MOPA）策略，旨在实现高功率连续和脉冲光的放大。作者详细分析了该放大器在1550纳米波长下的性能表现，特别是在连续光放大时，最大斜率效率达到29%，最大输出功率可达1.52瓦，具有良好的功率稳定度，仅为0.4%。对于2kHz脉冲放大，尽管最大输出功率降为1.1瓦，但功率稳定度仍保持在0.45%，而斜率效率也有所下降，为25%。 放大器性能受到几个关键因素的影响。首先，脉冲放大时，Yb3+离子波段的放大自发辐射（ASE）的出现显著降低了斜率效率和功率转换效率。Er离子波段的ASE积累也是一个不可忽视的问题，这可能是由于泵浦光频率范围的变化对放大器增益产生了影响。随着输入信号功率的增加，放大器的增益快速下降，这表明功率放大过程中的非线性效应开始起作用。 其次，文中还通过研究抽运光的频率谱随驱动电流的变化，进一步揭示了这种效应。这可能涉及到光纤材料对不同频率光的吸收和衰减特性，以及泵浦光源的功率平衡问题。这些研究结果对于优化放大器设计、提高其工作效率至关重要。 本研究不仅提供了全光纤高功率Er/Yb共掺双包层光纤放大器的实验数据，还深入剖析了影响其性能的关键物理机制，这对于激光技术特别是光纤放大器的设计和优化具有重要的理论指导意义。在未来的研究中，可能需要探索如何减少ASE噪声，提高斜率效率，以及开发更有效的泵浦技术来克服增益下降的问题，从而进一步提升光纤放大器的整体性能。