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摻Tm3+光纖激光器在工業、醫療、科技及軍事領域具有重要應用前景。光纖布拉格光柵(FBG)是構成光纖激光器的重要元件。但摻Tm3+光纖不具備光敏性,利用紫外脈沖激光很難在其中刻寫FBG,即使采用增敏技術提高其光敏性,獲得的FBG的折射率調制量也很小,尚不能滿足應用要求,阻礙了摻Tm3+光纖激光器全光纖化的發展。以相位掩模法的基本原理為基礎,從理論上分析了以飛秒激光為刻寫光源的技術要點,總結出與傳統紫外激光刻寫技術之間的差異及需要注意的問題。建立了飛秒激光相位掩模法刻寫光纖光柵的實驗系統,利用飛秒激光相位掩模法在非光敏光纖上刻寫Bragg光柵,在非光敏摻Tm3+硅基光纖上獲得了衍射階次為二的光纖Bragg光柵,并給出了顯微鏡下觀察到的光柵結構。實驗結果證明:飛秒激光可以將FBG刻寫入非光敏性硅基光纖,并且具有成柵時間短的優點。
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研究了利用波長為532 nm的激光二極管抽運全固態激光器(DPSSL),采用雙光束干涉手段,在鏡面不銹鋼表面直接刻蝕形成微光柵結構(MGS)的方法。通過實驗,分析了激光功率、光束口徑、雙光束干涉角與光柵槽深和占寬比之間的關系。利用光學顯微鏡和原子力顯微鏡(AFM)對實驗結果的檢測分析表明,在激光功率為45 mW,雙光束干涉角為20°的條件下,得到光柵周期為1.34μm,槽深為300 nm的最佳微光柵結構。同時,在適當激光功率下,增加光柵周期,增加光束口徑都能提高光柵槽深。
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