10 kW高效率1070 nm光纤放大器的理论与实验研究

基于掺镱光纤激光放大器理论模型,分析了光纤放大器中掺镱光纤弯曲半径对模式传输损耗的影响以及掺镱光纤长度对系统光-光转换效率的影响.结合实验中采用的掺镱光纤的特点,对掺镱光纤的弯曲半径及光纤长度进行了优化设计.基于主振荡放大结构中,种子光源的输出功率为170 w,光束质量为Mx2=1.10,My2 =1.05;放大器采用双端抽运的方式,使用自研30/600 μm掺镱光纤,最终实现了输出功率为10.14 kW,中心波长为1070.36 nm,3 dB带宽为5.32 nm的全光纤激光输出,光束质量为Mx2=3.12,My2=3.18.放大级最大光-光转换效率为87.9％,斜率效率为89.2％,输出激光信噪比大于45 dB.