高热负载下掺铥光纤放大器中的横模不稳定性与热效应
光学
2022-01-07 v1
摘要
我们通过实验分析了超快掺铥光纤放大器的平均功率扩展能力。理论预测表明，发射波长在 2 um 左右的掺铥光纤激光系统，在观察到横模不稳定性(TMI)出现之前，应能承受比其掺镱对应系统更高的热负载。本工作中，我们通过使掺铥光纤在极高热负载下运行，实验验证了这一理论预测。在独立的实验中，我们分析了两种不同的的大芯径掺铥光纤放大器的性能。第一个实验旨在使一段短而超大芯径的掺铥光纤放大器在超过 300 W/m 的极端热负载水平下运行。即使在此极端热负载水平下，也未观察到 TMI 的出现。第二个实验最大化了从大芯径掺铥光纤放大器可提取的平均输出功率。我们实现了 1.15 kW 的受泵浦限制的平均输出功率，且未出现 TMI。然而，在该功率水平下较长时间运行期间，放大器性能稳步退化，此后当平均功率超过 847 W 时可观察到 TMI。据我们所知，这是首次在掺铥光纤放大器中发现 TMI 的报道。
引用
@article{arxiv.2201.02139,
title = {Transverse mode instability and thermal effects in thulium-doped fiber amplifiers under high thermal loads},
author = {Christian Gaida and Martin Gebhardt and Tobias Heuermann and Ziyao Wang and Cesar Jauregui and Jens Limpert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02139},
year = {2022}
}