High-power Yb-doped silica fiber laser

• Autorzy: Świderski J. , Zając A. , Skórczakowski M. , Konieczny P.

Warianty tytułu

PL

Iterbowy laser włóknowy dużej mocy

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper high power Yb-doped double-clad fibre lasers is presented. A Yb³⁺ - silica fiber laser has been cladding pumped at 937 nm by a InGaAs semiconductor laser diode and operated with the slope efficiency of 73 +- 3% with respect to the incident pump power. We obtained 4 W cw-output power when working with 20-m long fibre with laser core in 7 um diameter (cut-off wavelength - 1um) and pump core in 120x120um (rectangle-shaped, NA=0.6). Yb-doping concentration has been at the level 3-10x10¹⁹ cm^-3 and attenuation in laser core has been 8-12 dB/km. The fiber laser operated at 1084 nm.

PL

Artykuł porusza zagadnienie praktycznej realizacji układu włóknowego lasera dużej mocy. Zagadnienia związane z badaniami, opracowaniem i konstrukcją tego typu układów stanowią w ostatnim czasie jeden z istotniejszych obszarów badań stosowanych w technice laserowej. Układy laserowe zbudowane w oparciu o włókna aktywne typu dwupłaszczowego charakteryzują się m.in. wysoką sprawnością generacji, rozbieżnością wiązki generowanej zbliżoną do rozbieżności dyfrakcyjnej, wysokim poziomem mocy wyjściowej, brakiem konieczności wymuszonego chłodzenia cieczowego. W artykule zaprezentowany został praktyczny układ lasera włóknowego dużej mocy zbudowanego w oparciu o włókno typu "double-clad" domieszkowane jonami iterbu. W prezentowanym układzie (rys.2) jako źródło promieniowania pompującego użyto lasera półprzewodnikowego produkcji niemieckiej (LI-MO - Lissotschenko Mikrooptok GmbH) emitującego maksymalnie 25 W mocy ciągłej na długości fali 937nm. Dioda laserowa zasilana była z układu zasilającego, umożliwiającego pracę ciągłą oraz impulsową (modulacja wewnętrzna - układ sterowania typu SDL830). Wiązka światła generowanego wprowadzana była do włókna aktywnego poprzez dodatkowy światłowód transmisyjny. Dzięki temu nie posiadała ona, typowej dla diod laserowych asymetrii. Dioda LIMO chłodzona była chłodziarką Peltiera oddającą ciepło do chłodnicy wodnej. Regulację temperatury lasera pompującego realizowano za pomocą chłodziarki termoelektrycznej (STEC 01). Na wyjściu układu lasera uzyskano 4 W mocy ciągłej przy sprawności różniczkowej na poziomie 73 +- 3%. Zastosowane włókno aktywne charakteryzowało się rdzeniem o średnicy 7um, płaszczem wewnętrznym w kształcie kwadratu (120x120um) oraz koncentracją domieszki czynnej na poziomie 3-10x10¹⁹ cm^-3. Laser generował promieniowanie na długości fali 1084nm.

Słowa kluczowe

EN

double-clad fiber laser; diode pumping; high-power lasers

PL

laser włóknowy typu double-clad; pompowanie diodowe; lasery dużej mocy

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 50, z. 3
• Strony: 481--487
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Świderski J.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Zając A.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Skórczakowski M.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Konieczny P.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• 1. J. Zautier, E. Peik, H. Wather, A. Y. Nevsk , M. N. Srvortsow, S. N. Bagaev: An ultra frequency stable diode pumped Nd:YAG laser at 946 nm. Technical Digest: Novel Lasers and Devices - Basic Aspects, Munich, 1999, paper LTuD5-1, pp. 115-117.
• 2. Y. Akiyama, T. Takase, M. Sasaki, A. Takada, H. Yuasa, A. Ono: High power all solid state laser technology: rod type laser: Proc. of The 3rd Symposium on Advanced Photon Processing and Measurement Technologies, Tokyo, 1999, pp. 18-19.
• 3. S. G. Anderson: Review and forecast of laser markets - part 1. Laser Focus World. vol. 34, 1999. pp. 80-100.
• 4. Z. Jankiewicz: Diode-pumped solid state lasers. Opto-Elcctronics Review. vol. 9, no. 1, 2001, pp. 27.
• 5. N. S. Kim. T. Hamada, M. Prabhu, C. Li, J. Song , K. Ueda, A. Liu, H. J. Kong: Numerical analysis and experimental results of output performance for Nd-doped double-clad fiber lasers. Optics Communications 180, 2000, pp. 329-337.
• 6. L. Philippe, V. Doya, R. Philippe. P. Dominique, M. Fabrice, L. Olivier: Experimental study of pump power absorption along rare-earth doped double clad optical fibers. Optics Communications 218, 2003, pp. 249-254.
• 7. S. J. Matthews: Bright light from glass wires. Laser Focus World. vol. 38, no. 1, 2002, pp. 131-136.
• 8. J. Limpert, A. Liem. S. Hofer. H. Zellmer, A. Tennermann: 150 W Nd/Yb codoped fiber laser at 1.1μm. Proc. CLEO'2002. paper CThXI, p. 590.
• 9. J. Hamel, A. Cassini, H. Abu-Safia, M. Leduc: Optics Communication 63, 1987, pp. 114.
• 10. L. Goldberg, J. P. Koplov, R. P. Moeller, D. A. V. Kliner: High power superfluorescent source with a side-pumped Yb-doped double-cladding fiber. Optics Letters, 23, 1998, pp. 1037-1039.