双包层光纤放大器的热建模、热缓解与辐射冷却
应用物理
2018-09-28 v1 光学
摘要
我们报告了一种面向高功率双包层光纤放大器热建模与热缓解的详细形式体系。推导了闭式解析公式，其考虑了双包层几何中放大信号与泵浦的空间分布、放大自发辐射的存在，以及由反斯托克斯荧光发射引起辐射冷却的可能性。该形式体系应用于高功率 Yb 掺杂石英光纤放大器。将泵浦-信号量子缺陷、泵浦与信号寄生吸收对热负载的贡献与辐射冷却进行比较。结果表明，在实际情况下，千瓦级光纤放大器中的局部发热或由量子缺陷主导，或取决于泵浦波长的寄生吸收主导。在传统设计中，除非寄生吸收低于文献中通常报道的值，否则辐射冷却仅在合理设计的放大器中、且泵浦功率为数十瓦或更低时才可观。我们还探讨了增益材料非理想量子效率的影响。所发展的形式体系可用于设计光纤放大器和激光器以实现最优热缓解，尤其是借助辐射冷却。
引用
@article{arxiv.1809.10322,
title = {Thermal Modeling, Heat Mitigation, and Radiative Cooling for Double-Clad Fiber Amplifiers},
author = {Esmaeil Mobini and Mostafa Peysokhan and Behnam Abaie and Arash Mafi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.10322},
year = {2018}
}