激光振荡器、激光放大器、放大倍数、激光单脉冲能量、激光脉冲峰值功率
GCS-FLA 脉冲光纤激光放大器实验
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脉冲光纤激光器是光纤激光器的一种，为获得峰值功率较高的激光器，一是提高激光的整体输出强度，一是缩短激光器脉冲宽度，从而提高单脉冲功率；脉冲光纤放大器是在激光放大器的基础上，注入ns级窄脉冲种子光，从而受激辐射过程放大入射光（种子光），激光器具有结构简单紧凑，成本低，光束质量好，热管理性能优良以及光电效率高等优点，因此得到了广泛的社会关注和研究应用。
本实验系统围绕光纤激光器的构成，输出特性，等方面展开，可以使学生在高等教育阶段学习、了解、掌握光纤激光原理知识和工作方式，再进一步得到基础的光纤相关实操锻炼。
♦ 知识点
激光振荡器、激光放大器、放大倍数、激光单脉冲能量、激光脉冲峰值功率
♦ 涉及课程
光纤光学、激光原理
♦ 实验内容
• 测量976nm泵浦源的P—I特性曲线
• 测量1064nm种子光平均功率及脉冲参数
• 测量放大器的正常工作时的输出功率及放大倍数
♦ 实验原理
光纤放大器通过受激辐射过程放大入射光，这与激光振荡器的机制相同。实际上，光放大器就是一个不带反馈的激光器，其典型结构示意图如图所示。其与振荡器相比最大的不同是光放大器中没有光学谐振腔，其中光学隔离器用于实现激光的单向运行。其主要组成部分为泵浦源与增益介质，当用光泵浦放大器并实现粒子数反转后，将产生光增益。
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♦ 原理示意图
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♦ 实验效果图
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♦ 技术指标
• 半导体激光控制电源：液晶屏显示电流及TEC温度，电流输出0-8000mA连续可调，TEC控温，限流保护；
• 半导体泵浦光纤激光光源：锁波长激光器，中心波长976nm，含VBG锁波长模块，波长精度±0.5nm，P>6W，105/125μm光纤输出，预留10%光纤分光测试端口；
• 高速调制半导体激光器：输出波长1064nm，输出脉冲宽度ns级多档可选，输出平均功率不小于70mw@500ns,FC/APC光纤端口；
• 纳秒脉冲光纤激光放大器主机：包含单模掺镱双包层光纤（增益物质）、泵浦光耦合器（耦合泵浦源和工作物质）、光隔离保护器和熔接式光纤准直输出镜等主要器件，外箱大小450×300×90mm，M6点阵螺孔，孔间距25mm，透明有机玻璃盖板，内有光纤绕线保护盒；
• 泵浦耦合器：泵浦光波长范围800-1000nm，信号光范围1000-1100nm，耦合效率>95%，泵浦输入光纤105/125μm；信号光传输光纤10/125μm；
• 熔接式光纤准直镜：外形尺寸Ф12mm*55mm，中心波长1064±20nm，输出光斑直径<2mm,透过率>95%；10/125μm光纤；
• 光纤隔离器：外形115mm*28mm*25mm，工作波长1064±2nm，隔离度45db，光纤长度预留1m，10/125μm光纤，最大工作功率不小于5W；
• 全波长激光功率计：液晶显示，波长范围200nm-25μm，量程1mw-10W，通光孔径20mm，可以设置量程、波长等参数，通信端口usb2.0；
• 快速光电探测器：测量光谱范围900-1700nm，带宽1GHz，上升沿1ns；
• 红外激光显示片：激发波段800-1400nm，发射波长585nm，感光面25×50mm；
• 激光防护镜：防护波长1064&532nm；
• 设备整体性能：可以输出脉冲1064nm激光平均功率不小于500mW；
• 掀盖式激光安全防护多用途机箱：外形尺寸750*450*300mm，光、电隔离分舱设计，外表面白色烤漆美观处理，内表面黑色吸光漆面处理，一体式铝合金底座板牢固稳定，整个底板预留25*25mm标准距离M6转接孔，方便设计自主实验。
♦ 设备成套性
半导体激光控制电源，光纤激光主体实验箱，激光功率计主机，激光热电功率探头，激光光电功率探头，快速光电探测器，高速调制半导体激光器，激光红外显示片，激光防护镜。
♦ 必备设备
示波器
♦ 选配清单
光学清洁箱、光学储存干燥箱、实验设备展板
♦ 建议课时
3课时
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