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申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

摘要：本发明提供一种大功率单模光纤激光系统，包括：种子激光器和主放大器，种子激光器输出的种子激光注入到主放大器进行功率放大后输出，主放大器中包括增益光纤；增益光纤包括2N+1个区段，N大于等于1，奇数区段即第1区段、第3区段...第2N+1区段为纤芯和包层均匀的区段，且第1区段、第3区段...第2N+1区段的纤芯、包层直径逐渐递增；偶数区段即第2区段、第4区段...第2N区段为锥形过渡区段；种子激光从增益光纤的小芯径端注入，并引入弯曲损耗机理实现对TMI效应的有效抑制，通过在增益光纤的最大芯径端输出信号激光并利用后向泵浦方式实现对SRS效应的有效抑制，最终实现大功率单模光纤激光输出。

主权项：1.大功率单模光纤激光系统，其特征在于，包括：种子激光器和主放大器，所述主放大器为后向泵浦结构，所述种子激光器输出的种子激光注入到主放大器进行功率放大后输出，所述主放大器中包括增益光纤；所述增益光纤包括2N+1个区段，N大于等于1，奇数区段即第1区段、第3区段、...第2N+1区段为纤芯和包层均匀的区段，且第1区段、第3区段、...第2N+1区段的纤芯、包层直径逐渐递增；偶数区段即第2区段、第4区段、...第2N区段为锥形过渡区段；所述种子激光从增益光纤的小芯径端即从第1区段的起始端注入，并引入弯曲损耗机理实现对TMI效应的有效抑制，通过各锥形过渡区段实现与各锥形过渡区段相邻的小芯径增益光纤和大芯径增益光纤之间的模场匹配，从增益光纤的最大芯径端即从第2N+1区段的末端输出信号激光并利用后向泵浦方式实现对SRS效应的有效抑制，最终实现大功率单模光纤激光输出；所述增益光纤包括3个区段，奇数区段即第1区段、第3区段为纤芯和包层均匀的区段，偶数区段即第2区段为锥形过渡区段；第1区段为增益光纤的小芯径区段，第1区段的长度为L1，第1区段的纤芯直径为Dco,1，第1区段的内包层直径为Dcl,1；第2区段为增益光纤的锥形过渡区段，第2区段的长度为L2，第2区段的纤芯直径从Dco,1逐渐增大到Dco,2，第2区段的内包层直径从Dcl,1逐渐增大到Dcl,2；第3区段为增益光纤的大芯径区段，第3区段的长度为L3，第3区段的纤芯直径为Dco,2，第3区段的内包层直径为Dcl,2；所述种子激光器的类型为光纤振荡器、输出功率为200W、中心波长为1080nm；增益光纤的小芯径区段的纤芯直径为20μm、内包层直径为400μm；增益光纤的锥形过渡区段的长度为4m、纤芯直径从20μm变化到40μm、内包层直径从400μm变化到800μm；增益光纤的大芯径区段的纤芯直径为40μm、内包层直径为800μm；增益光纤对1018nm波长处泵浦激光的吸收系数为0.4dBm，增益光纤总长度固定为50m；后向泵浦源为输出波长1018nm的光纤激光器；增益光纤小芯径区域存在着最优长度使得大功率单模光纤激光系统的功率提升能力最强，增益光纤的小芯径区段长度为36m，大功率单模光纤激光系统的SRS阈值和TMI阈值相近且均超过了10kW。

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