Thèses sur le sujet « High power fiber lasers »
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Bai, Jinxu. « High Power High Energy Ytterbium-doped Fiber Amplifier System ». Research Showcase @ CMU, 2016. http://repository.cmu.edu/dissertations/728.
Texte intégralBRAGLIA, ANDREA. « High Power Fiber Lasers for Industrial Applications ». Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2013. http://hdl.handle.net/11583/2506061.
Texte intégralVazquez, Zuniga Luis Alonso. « Ultrafast high power fiber lasers and their applications ». Thesis, University of Southampton, 2012. https://eprints.soton.ac.uk/340703/.
Texte intégralLi, Hongbo. « Modeling Compact High Power Fiber Lasers and VECSELs ». Diss., The University of Arizona, 2011. http://hdl.handle.net/10150/202712.
Texte intégralScurria, Giuseppe. « High power 2 μm fiber laser for mid-infrared supercontinuum generation in fluoride fibers ». Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0342.
Texte intégralHigh brightness and broad spectrum optical sources in the mid-infrared (mid-IR) are promising for different applications such as optronic countermeasures, LIDAR systems and spectroscopy. This thesis research work is dedicated to the investigation of high power supercontinuum generation in the 2-5 μm range. A thulium-doped fiber laser emitting at 2 μm has been built and characterized in continuous wave, Q-switching and Q-switched mode-locking regime. In continuous wave operation, as much as 45 W have been reached with a slope efficiency of 58%. The implementation of two fused-quartz end-caps fusion spliced at the extremities of the active-fiber improved the thermal management and the overall stability of the entire system in all mentioned regimes of operation, allowing for higher pump powers. In Q-switched mode-locking, the maximum average output power level was 40 W, for a Q-switch repetition rate of 150 kHz. At the average output power level of 20 W and 50 kHz of Q-switch repetition rate, the most energetic mode-locked pulse had an energy of 88 μJ and an estimated peak power of ~60 kW. In all the mentioned operation regimes, the measured beam parameter M2 of the fiber laser was 1.1, close to the diffraction limit. This laser has been used to pump fluoride optical fibers (ZBLAN and InF3) for supercontinuum generation in the 2-5 μm range. In ZBLAN, more than 10 W in all spectral bands have been obtained, with an output spectrum extending up to 4.4 μm. A conversion efficiency of 35%/28%/15%/8% has been measured for wavelengths longer than 2.15 μm/2.65 μm/3.1 μm/3.5 μm, respectively. For the InF3 fiber, a new design of an injection system, consisting of a large core diameter ZBLAN optical fiber and a commercial fiber-to-fiber coupler, allowed to enhance the thermo-mechanical stability of the fiber. The supercontinuum radiation generated in InF3 showed an output spectrum spanning up to around 4.7 μm with an output power level of 7 W in all spectral bands. To the best of our knowledge, this was the first Watt-level supercontinuum radiation in an InF3 fiber pumped by a singleoscillator
Alvarez-Chavez, Jose Alfredo. « High-power fibre lasers ». Thesis, University of Southampton, 2003. https://eprints.soton.ac.uk/15478/.
Texte intégralSims, Robert. « Development of Thulium Fiber Lasers for High Average Power and High Peak Power Operation ». Doctoral diss., University of Central Florida, 2013. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/5706.
Texte intégralPh.D.
Doctorate
Optics and Photonics
Optics and Photonics
Optics
Li, Li. « Extremely Compact High-Power Er3+-Yb3+-Codoped Phosphate Glass Fiber Lasers ». Diss., The University of Arizona, 2005. http://hdl.handle.net/10150/193824.
Texte intégralJain, Apurva. « Applications of Volume Holographic Elements in High Power Fiber Lasers ». Doctoral diss., University of Central Florida, 2012. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/5318.
Texte intégralPh.D.
Doctorate
Optics and Photonics
Optics and Photonics
Optics
Aydin, Yiğit Ozan. « Development of high-power 3 μm fiber laser sources and components ». Doctoral thesis, Université Laval, 2019. http://hdl.handle.net/20.500.11794/37620.
Texte intégralFluoride fiber laser technology is one of the noteworthy tools for generating coherent mid-infrared signal between 2 to 5 μm that has made outstanding progress over the last decade interms of compactness, reliability, high beam quality, and output power. In the mid-infrared spectral region, laser emission near 3 μm is crucial for many applications such as spectroscopy, counter measures and medicine. In addition, there has always been an increasing demand for higher laser output parameters to open new doors for potential applications.This dissertation presents a series of experimental studies of fluoride fiber laser systems, either in continuous wave or pulsed regime, and of their critical in-fiber components to achieve a laser emission with high slope efficiency, output power, and pulse energy near 3 μm. During this PhD project, three main 3 μm-class fluoride fiber laser sources, each representing at least one record output parameter in their own category, have been investigated. First, the highest optical-to-optical efficiency (50%) at 2.8 μm was achieved from a diode-pumped fiber laser cavity by cascaded transitions of 2.8 μm and 1.6 μm in a low-doped erbium fluoride fiber. Then, active media based on erbium and holmium/praseodymium zirconium fluoride fibers seeded by a sub-ns solid-state laser enabled to achieve highest pulse energy (122μJ)and average power (2.45 W) from a picosecond fiber laser amplifier operating near 3 μm. Lastly, the highest average power 3 μm-class laser (41.6 W) has been demonstrated by using asplice-less heavily erbium-doped fluoride fiber medium. The major problems during the high-power laser operation have been investigated and potential solutions were proposed. The most common problem of all the high-power 3 μm fiber laser demonstrations is the degradation of the fiber tips due to OH migration, which limits the output power and can lead to catastrophic failures. Therefore, in the last part of the PhD project, the performance of fluoride- and oxide-based endcap components under high-power 3 μm laser emission has been experimentally investigated and a novel endcapping method was proposed for suppressing the OH migration. Experimental studies in this PhD project represents a significant advance for further power scaling of 3 μm fluoride fiber laser sources and shows their potential to replace other laser technologies.
Jain, Deepak. « Novel optical fibers for high power lasers ». Thesis, University of Southampton, 2015. https://eprints.soton.ac.uk/386233/.
Texte intégralZhou, Renjie. « DEVELOPMENT OF HIGH POWER FIBER LASER TECHNOLOGIES ». University of Dayton / OhioLINK, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=dayton1271970621.
Texte intégralFang, Qiang, Jinhui Li, Wei Shi, Yuguo Qin, Yang Xu, Xiangjie Meng, Robert A. Norwood et Nasser Peyghambarian. « 5 kW Near-Diffraction-Limited and 8 kW High-Brightness Monolithic Continuous Wave Fiber Lasers Directly Pumped by Laser Diodes ». IEEE-INST ELECTRICAL ELECTRONICS ENGINEERS INC, 2017. http://hdl.handle.net/10150/626077.
Texte intégralTakayanagi, Jun, Norihiko Nishizawa, Hiroyuki Nagai, Makoto Yoshida et Toshio Goto. « Generation of high-power femtosecond pulse and octave-spanning ultrabroad supercontinuum using all-fiber system ». IEEE, 2005. http://hdl.handle.net/2237/6770.
Texte intégralVictor, Brian M. « Custom Beam Shaping for High-Power Fiber Laser Welding ». The Ohio State University, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1238014676.
Texte intégralCooper, Laurence James. « Fabrication of novel geometry fibre lasers for high power applications ». Thesis, University of Southampton, 2005. https://eprints.soton.ac.uk/38958/.
Texte intégralChen, Kang Kang. « High power pulsed ytterbium doped fibre lasers and their applications ». Thesis, University of Southampton, 2011. https://eprints.soton.ac.uk/207735/.
Texte intégralNguyen, Dat. « Dynamic feedback pulse shaping for high power chirped pulse amplification system ». Doctoral diss., University of Central Florida, 2013. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/5826.
Texte intégralPh.D.
Doctorate
Physics
Sciences
Physics
Daniel, Jae. « Wavelength selection and transverse mode control in high power fibre lasers ». Thesis, University of Southampton, 2013. https://eprints.soton.ac.uk/371750/.
Texte intégralSánchez, Bautista Enrique. « High-power, fiber-laser-pumped frequency conversion sources for the ultraviolet ». Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2015. http://hdl.handle.net/10803/327591.
Texte intégralLas fuentes estables de luz pulsada en el ultravioleta (UV) en el régimen de picosegundos (ps) con altas frecuencias de repetición y de alta potencia juegan un papel crucial en gran cantidad de aplicaciones. Alguno ejemplos son la detección atmosférica de gases, técnicas de espectroscopia o el almacenamiento óptico de datos. Además, las nuevas técnicas de procesado de materiales y de grabado láser requieren estas fuentes de pulsos ultracortos de alta potencia para conseguir los más altos niveles de precisión. En este sentido, las fuentes no lineales de radiación basadas en la conversión de frecuencias de paso único presentan las mejores características para cubrir dicha región espectral a día de hoy inaccesible a los láseres convencionales, ofreciendo un amplio abanico de soluciones para todas las aplicaciones anteriormente mencionadas. El desarrollo de estas fuentes de luz de alta potencia basadas en la generación del tercer y cuarto armónico (THG y FHG del inglés) de láseres de fibra de 1064 nm son de gran interés gracias a su compacto diseño, alta eficiencia, larga vida, excelente estabilidad y buena relación calidad-precio. Las características de estas fuentes están determinadas por la elección del cristal no lineal que se utilice. La generación de radiación UV presenta particulares dificultades cuando se trata de pulsos de ps a baja intensidad a altas frecuencias de repetición. En estos casos, los cristales birrefringentes de la familia de los boratos son los mejores candidatos para la generación de esta radiación dada la ausencia de materiales no lineales periódicamente polarizados adecuados para este fin. En esta tesis se presenta el desarrollo de varias fuentes de UV de alta potencia basadas en la conversión de frecuencias, empleando diferentes configuraciones experimentales así como distintos cristales no lineales, construyendo diseños compactos, fiables y de bajo coste. En concreto, se escogieron los cristales relativamente nuevos, ß-BaB2O4 (BBO) y BiB3O6, (BIBO), para nuestras fuentes de UV. Estos presentan mejoras sustanciales en las propiedades ópticas, térmicas y de ajuste de fases para THG y FHG. Por otro lado, en esta tesis se utilizó un láser de fibra de iterbio a 1064 nm como fuente de bombeo. Primeramente, se demostró una nueva fuente de UV de 355 nm comprendida por dos etapas en un innovador esquema multicristal. Este incluye dos cristales BIBO que amplifican eficientemente los efectos inducidos por su propia birrefringencia. Esta fuente generó simultáneamente el segundo y tercer armónico de un láser de fibra de iterbio a 1064 nm de alta potencia, presentando una excelente estabilidad con un perfil en el haz de alta calidad. En segundo lugar, gracias a los esfuerzos para incrementar la eficiencia del THG se obtuvieron mejoras sustanciales respecto a la anterior fuente de UV de 355 nm. La generación del segundo armónico (SHG del inglés) se realizó implementando un cristal LiB3O5 (LBO), con ajuste de fases no crítico de paso único y por ello se incrementó la potencia y se mejoraró la estabilidad y la calidad del haz de 532 nm. Posteriormente se procedió a sumar las frecuencias ¿1064 nm y 532 nm¿, obteniendo unos resultados a 355 nm que confirman la viabilidad del BIBO como un excelente material para generar eficientemente pulsos de ps de baja intensidad en el UV. Por último, también demostramos una fuente de radiación de 266 nm con alta frecuencia de repetición basado en FHG de paso único usando un cristal BBO mediante un diseño simple y práctico. Utilizando el SHG de 1064 nm de paso único generado en un cristal LBO como fuente de bombeo para el cristal BBO, pudimos generar hasta 1.7 W de potencia de salida a 266 nm, con un haz de gran calidad y excelentes características espectrales y de estabilidad. Este diseño compacto y robusto presenta la mayor eficiencia de paso único y potencia media en una fuente de 266 nm de ps con frecuencia de repetición de MHz jamás demostrada
Les fonts estables de llum polsada en l'ultraviolat (UV) en el règim de picosegons amb altes freqüències de repetició i d'alta potència, juguen un paper crucial en gran quantitat d'aplicacions. Algun d'aquests exemples són la detecció atmosfèrica de gasos, tècniques d'espectroscòpia o l'emmagatzemat òptic de dades. A més a més, les noves tècniques de processat de materials i de gravat làser requereixen aquestes fonts de polsos ultracurts d'alta potència per aconseguir els més alts nivells de precisió. En aquest sentit, les fonts de radiació no lineal basades en la conversió de freqüències de pas únic presenten les millors característiques per cobrir aquesta regió espectral a dia d'avui inaccessible als làsers convencionals, oferint un ampli ventall de solucions per totes les aplicacions anteriorment esmentades. El desenvolupament d'aquestes fonts de llum d'alta potència basades en la generació del tercer i quart harmònic (THG i FHG per les seves sigles en anglès) del làser de fibra de 1064 nm són de gran interès gràcies al seu compacte disseny, alta eficiència, llarga vida, excel·lent estabilitat i bona relació qualitat-preu. Les característiques d'aquestes fonts estan fortament determinades per l'elecció del cristall no lineal que s'utilitzi. La generació de radiació UV presenta particulars dificultats quan es tracta de polsos de picosegons a baixa intensitat amb altes freqüències de repetició. En aquests casos, els cristalls birefringents de la família dels borats són els candidats més atractius per la generació d'aquesta radiació donada l'absència de materials no lineals periòdicament polaritzats adequats per aquesta finalitat. En aquesta tesi es presenta el desenvolupament de diverses fonts d'UV d'alta potència basades en la conversió de freqüències, emprant diferents configuracions experimentals així com diferents cristalls no lineals, construint dissenys compactes, fiables i de baix cost. En concret, es van escollir els cristalls relativament nous, β-BaB2O4 (BBO) i BiB3O6, (BIBO), per les nostres fonts d'UV. Aquests presenten millores substancials pel que fa a les propietats òptiques, tèrmiques i d'ajust de fases per THG i FHG. D'altra banda, en els treballs presentats en aquesta tesi es va utilitzar un làser de fibra d'iterbi a 1064 nm com a font de bombeig. En primer lloc, es va demostrar una nova font d'UV de 355 nm que consta de dues etapes en un simple i innovador esquema multi-cristall. Aquest inclou dos cristalls BIBO que amplifiquen eficientment els efectes induïts per la seva pròpia birefringència. Aquesta font va generar simultàniament el segon i tercer harmònic d'un làser de fibra d'iterbi a 1064 nm d'alta potència, presentant una excel·lent estabilitat amb un perfil al feix d'alta qualitat. A més a més, es van fer servir al màxim les tècniques per un òptim enfocament i el consegüent augment de l'eficiència. En segon lloc, els esforços per incrementar l'eficiència del THG van resultar en millores substancials respecte l'anterior font d'UV de 355 nm. La generació del segon harmònic (SHG per les seves sigles en anglès) es va realitzar mitjançant la implementació d'un cristall LiB3O5 (LBO), que presenta un ajust de fases no crític de pas únic. Gràcies a aquesta acció, es va realçar la potència i es van millorar les característiques de sortida de la font com l'estabilitat i la qualitat del feix de 532 nm, les quals són importants per diverses aplicacions tecnològiques. Posteriorment es va procedir, com en el cas anterior, a sumar les freqüències –1064 nm i 532 nm–, obtenint uns resultats a 355 nm que confirmen la viabilitat del BIBO com un excel·lent material per generar eficientment polsos de picosegons de baixa intensitat en el UV. Per últim, també vam demostrar una font de radiació de 266 nm amb un alta freqüència de repetició basat en FHG de pas únic utilitzant un cristall BBO mitjançant un disseny simple i pràctic. Utilitzant el SHG de 1064 nm de pas únic generat en un cristall LBO com a font de bombeig per el cristall BBO, va poder generar fins a 1.7 W de potència de sortida a 266 nm, presentant un feix de gran qualitat amb unes excel·lents característiques espectrals i d'estabilitat. Aquest disseny és compacte i robust, presenta la major eficàcia de pas únic i potència mitja en una font de 266 nm de picosegons amb freqüència de repetició de MHz mai demostrada fins ara.
Yang, Hongyu S. M. Massachusetts Institute of Technology. « High energy femtosecond fiber laser at 1018 nm and high power Cherenkov radiation generation ». Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2014. http://hdl.handle.net/1721.1/93055.
Texte intégralCataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 51-54).
Two novel laser systems for ultrafast applications have been designed and built. For the seeding of a high energy cryogenically cooled Yb:YLF laser, a novel 1018 nm fiber laser system is demonstrated. It produces >35 nJ pulse energy and 5 nm spectral bandwidth. A double-cladd amplifier and an appropriate filter to optimize the system for the amplifier seeding application were employed. This is the highest pulse energy with narrow spectrum at 1018 nm. For a photonic analog-to-digital conversion system operating at 1250 nm, a fiber laser system generating 4 W of femtosecond Cherenkov radiation at that wavelength was built. The characteristics of the Cherenkov radiation were well studied.
by Hongyu Yang.
S.M.
Guiraud, Germain. « Développement de sources laser à fibres dopées ytterbium haute puissance, monofréquence et à bas bruit d'intensité ». Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0648.
Texte intégralHigh power, narrow linewidth fiber lasers are useful for both industrial and scientific applications. Nevertheless, nonlinear effects like Stimulated Brillouin Scattering (SBS) are main limitations of these laser sources due to high power in fiber core. A first amplifier in single-frequency operation with 50W of output power from a laser diode seeder of 50 mW was developed. Study of intensity noise on this amplifier developed with standard fiber (core diameter less than 20 μm) showed that SBS leads to a degradation of noise properties of the laser. The use of large mode area (LMA) fibers is a solution for suppressing nonlinear effects with core diameters bigger than several tens of microns. LMA fibers show an overlap between doped core and pump wave optimized leading to a reduction of gain medium length. This strategy permits to increase nonlinear effect threshold. Second step of high power amplifiers with LMA fibers allows to obtain 100W in single-frequency regime without DBS. LMA fiber used have a core diameter equals to 40μm. Power scaling from 100W to 200W highlights a new limiting non-linear effect: Fiber Modal Degradation (FMD). Indeed, multimodal cores of these fibers, coupled to high thermal load lead to non-linear effects like Modal Instabilities (IM) and FMD. FMD effect, first described by Ward et al in 2016, is a thermo-optic effect characterized by a beam quality degradation with power transfer from fundamental mode to high order modes. Furthermore, a decrease of output power, synonym of guidance loss of fundamental mode in gain medium is observed. Unlike well-known effect IM, this phenomenon doesn’t act like a threshold phenomenon. In fact, transitory regime in association with FMD is longer than IM caused by photodarkening dynamic. In our study, beam quality at the output of the fiber was degraded after several tens of hours at 200W. For understanding this effect, a photodarkening effect study both in continuous wave (CW) and pulsed regime was carried out. This study shows that for the first time a photodarkening and photobleaching equilibrium on high power amplifiers in pulsed regime. These thermo-induced effects threshold depends on thermal load and are different for both regimes: 120W for CW and 150W for pulsed regime. Finally, a study and a reduction of intensity noise based from a servo-loop were carried out on 100W amplifier. A 1MHz bandwidth with a 30 dB decrease of noise were demonstrated. These results allow to develop high power and low intensity noise lasers at industrial level”
Mart, Cody W., et Cody W. Mart. « Characterization and Power Scaling of Beam-Combinable Ytterbium-Doped Microstructured Fiber Amplifiers ». Diss., The University of Arizona, 2017. http://hdl.handle.net/10150/625641.
Texte intégralLeigh, Matthew. « HIGH POWER PULSED FIBER LASER SOURCES AND THEIR USE IN TERAHERTZ GENERATION  ». Diss., The University of Arizona, 2008. http://hdl.handle.net/10150/193797.
Texte intégralHeilmann, Anke. « Highly scalable femtosecond coherent beam combining system of high power fiber amplifiers ». Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLX112/document.
Texte intégralFuture applications of high power ultrafast laser systems require simultaneously high average and peak powers. A technique which has proved to be capable of meeting these demands is coherent beam combining (CBC).In this technique, the beam is spatially split prior to amplification, and coherently recombined in one single beam afterwards. In order to achieve an efficient recombination, the spatial and spectral properties of all beams need to be perfectly matched.For applications such as particle acceleration, the coherent combining of several thousands of fibers needs to be considered. It is thus necessary to investigate highly scalable CBC architectures.The XCAN project aims at a first demonstration of such a scalable setup by coherently combining 61 fiber amplifiers. In order to study the scientific and technical challenges of such a system, a downscaled version consisting of seven fibers has been implemented.The design and characterization of this prototype is the subject of this thesis.As a starting point, numerical simulations have been performed in order to estimate the maximum tolerable mismatches between the spatial and spectral properties of the beams.Based on this modeling work, a seven fiber CBC system has been assembled and characterized. The obtained results are very promising and imply that our setup is well suited for the accommodation of all 61 fibers of the final XCAN demonstrator
Oppermann, Patrick [Verfasser]. « Characterization and stabilization of a high power fiber amplifier laser / Patrick Oppermann ». Hannover : Technische Informationsbibliothek (TIB), 2017. http://d-nb.info/1136882707/34.
Texte intégralPrice, Jonathan Hugh Vaughan. « The development of high power, pulsed fiber laser systems and their applications ». Thesis, University of Southampton, 2003. https://eprints.soton.ac.uk/15475/.
Texte intégralPiper, Andy. « The development of high power, pulsed fiber laser systems and their applications ». Thesis, University of Southampton, 2006. https://eprints.soton.ac.uk/42427/.
Texte intégralRothhardt, Jan [Verfasser], Andreas [Akademischer Betreuer] Tünnermann, Christian [Akademischer Betreuer] Spielmann et Uwe [Akademischer Betreuer] Morgner. « High power ultra-short pulse lasers based on fiber driven OPCPA / Jan Rothhardt. Gutachter : Andreas Tünnermann ; Christian Spielmann ; Uwe Morgner ». Jena : Thüringer Universitäts- und Landesbibliothek Jena, 2011. http://d-nb.info/1016368100/34.
Texte intégralWebb, Andrew. « Novel optical fibre fabrication techniques for Yb-doped high-power fibre lasers and sensing applications ». Thesis, University of Southampton, 2012. https://eprints.soton.ac.uk/349228/.
Texte intégralKim, Kyungbum. « ALL-SEMICONDUCTOR HIGH POWER MODE-LOCKED LASER SYSTEM ». Doctoral diss., University of Central Florida, 2006. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2482.
Texte intégralPh.D.
Optics and Photonics
Optics
Dritsas, Ioannis. « Stochastic modelling and simulation-based optimization of specialty fibres for high power fibre lasers ». Thesis, City University London, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.446447.
Texte intégralAndrusyak, Oleksiy. « DENSE SPECTRAL BEAM COMBINING WITH VOLUME BRAGG GRATINGS IN PHOTO-THERMO-REFRACTIVE GLASS ». Doctoral diss., University of Central Florida, 2009. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/2808.
Texte intégralPh.D.
Optics and Photonics
Optics and Photonics
Optics PhD
Crawford, Stephanie. « The Development of a High Power, Broadly Tunable 3 µm Fibre Laser for the Measurement of Optical Fibre Loss ». Thesis, The University of Sydney, 2015. http://hdl.handle.net/2123/13989.
Texte intégralChaitanya, Kumar Suddapalli. « High-power, fiber-laser-pumped optical parametric oscillators from the visible to mid-infrared ». Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2012. http://hdl.handle.net/10803/83528.
Texte intégralFuentes coherentes de luz continua y de alta potencia en el infrarrojo-medio (mid-IR) son de gran interés por su aplicación en la detección de gases, detección remota y la observación de imágenes. Estas aplicaciones requieren un ancho de banda amplio para evidenciar las características que ofrece la absorción de una gran variedad de especies moleculares, particularmente en la región “finger print” del mid-IR. Por otra parte, fuentes altamente energéticas con pulsos que posean estructuras peculiares en rangos específicos de longitud de onda en el mid-IR, entre 6-6.5 m. , prometen características únicas para nuevas aplicaciones en cirugía. Osciladores ópticos paramétricos (OPOs) constituyen fuentes de luz versátiles y apropiadas para todas las aplicaciones mencionadas anteriormente. La longitud de En el régimen ultrarápido, hemos demostrado una nueva técnica de interferometría para la optimización absoluta de la potencia de salida de un oscilador óptico con una cavidad de anillo. Como demostración de principio, implementamos, por primera vez, un OPO de picosegundos en el mid-IR basado en MgO:PPLN con una cavidad de anillo bombeado por un láser de fibra de Yb. Además, hemos desarrollado un nuevo OPO de alta energía en el mid-IR basado en el material nolineal CSP. Esto representa la primera demostración de un OPO compacto de alta repetición sincrónicamente bombeado por un láser de estado sólido a 1064 nm generando pulsos de milijulios en el rango espectral 6-6.5 m. Esta radiación es importante para aplicaciones en cirugía. Adicionalmente, hemos demostrado una fuente verde, 532 nm, basada en láseres de fibra. Esta radiación se obtiene por medio de la generación de segundo harmónico (SHG) en un paso individual en MgO:sPPLT. Esto representa una nueva alternativa de bombeo para los láseres de Ti:sapphire que los harán compactos en el futuro. Los esfuerzos para mejorar la eficiencia de segundo harmónico resultaron en el desarrollo de un novedoso esquema que utiliza múltiples cristales y permite eficiencias de SHG de paso individual del 56%. Este esquema es general y simple y puede ser implementado para cualquier longitud de onda. onda de un OPO puede ser sintonizada en regiones amplias del espectro cambiando la temperatura del cristal no-lineal, el ángulo de ajuste de fase o, al considerar materiales cuasi ajuste de fase (QPM), cambiando el periodo de red. En esta tesis, hemos demostrado una gran variedad de OPOs en el mid-IR en régimen continuo y de pulsos de picosegundo. Estos OPOs han sido bombeados por láseres de fibra permitiendo un diseño compacto y resistente. En el régimen de emisión continua, hemos implementado un OPO de alta potencia basado en MgO:PPLN bombeado por un láser de fibra. Este OPO es sintonízable en el rango 1506-1945 nm correspondiente al infrarrojo-cercano y en el rango 2304-3615 nm correspondiente al mid-IR. Esta capacidad de sintonización se logra al sobrepasar eficientemente los efectos térmicos optimizando el acoplamiento de salida. Materiales nuevos como el MgO:sPPLT, con propiedades ópticas y térmicas mejoradas para la generación de radiación continua en el mid-IR han sido estudiados. Utilizando las propiedades ajuste de la fase extendió del MgO:sPPLT, fuentes continuas de alta potencia con un gran ancho de banda en el infrarrojo-medio también han sido implementadas.
Chun-Lin, Louis Chang. « High Intensity Mirror-Free Nanosecond Ytterbium Fiber Laser System in Master Oscillator Power Amplification ». Thesis, National Taiwan University (Taiwan), 2014. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=3583082.
Texte intégralRare-earth-doped fiber lasers and amplifiers are relatively easy to efficiently produce a stable and high quality laser beam in a compact, robust, and alignment-free configuration. Recently, high power fiber laser systems have facilitated wide spread applications in academics, industries, and militaries in replacement of bulk solid-state laser systems. The master oscillator power amplifier (MOPA) composed of a highly-controlled seed, high-gain preamplifiers, and high-efficiency power amplifiers are typically utilized to scale up the pulse energy, peak power, or average power. Furthermore, a direct-current-modulated nanosecond diode laser in single transverse mode can simply provide a compact and highly-controlled seed to result in the flexible output parameters, such as repetition rate, pulse duration, and even temporal pulse shape. However, when scaling up the peak power for high intensity applications, such a versatile diode-seeded nanosecond MOPA laser system using rare-earth-doped fibers is unable to completely save its own advantages compared to bulk laser systems. Without a strong seeding among the amplifiers, the guided amplified spontaneous amplification is easy to become dominant during the amplification, leading to the harmful self-lasing or pulsing effects, and the difficulty of the quantitative numerical comparison. In this dissertation, we study a high-efficiency and intense nanosecond ytterbium fiber MOPA system with good beam quality and stability for high intensity applications. The all-PM-fiber structure is achieved with the output extinction ratio of >12 dB by optimizing the interconnection of high power optical fibers.
The diode-seeded MOPA configuration without parasitic stimulated amplification (PAS) is implemented using the double-pass scheme to extract energy efficiently for scaling peak power. The broadband PAS was studied experimentally, which matches well with our numerical simulation. The 1064-nm nanosecond seed was a direct-current-modulated Fabry-Pérot diode laser associated with a weak and pulsed noise spanning from 1045 to 1063 nm. Even though the contribution of input noise pulse is only <5%, it becomes a significant transient spike during amplification. The blue-shifted pulsed noise may be caused by band filling effect for quantum-well seed laser driven by high peak current. The study helps the development of adaptive pulse shaping for scaling peak power or energy at high efficiency. On the other hand, the broadband spike with a 3-dB bandwidth of 8.8 nm can support pulses to seed the amplifier for sub-nanosecond giant pulse generation.
Because of the very weak seed laser, the design of high-gain preamplifier becomes critical. The utilization of single-mode core-pumped fiber preamplifier can not only improve the mode contrast without fiber coiling effect but also significantly suppress the fiber nonlinearity. The double-pass scheme was therefore studied both numerically and experimentally to improve energy extraction efficiency for the lack of attainable seed and core-pumped power. As a result, a record-high peak power of > 30 kW and energy of > 0.23 mJ was successfully achieved to the best of our knowledge from the output of clad-pumped power amplifier with a beam quality of M2 ∼1.1 in a diode-seeded 15-µm-core fiber MOPA system. After the power amplifier, the MOPA conversion efficiency can be dramatically improved to >56% for an energy gain of >63 dB at a moderate repetition rate of 20 kHz with a beam quality of M 2 <1.5. The output energy of >1.1 mJ with a pulse duration of ∼6.1 ns can result in a peak power up to >116 kW which is limited by fiber fuse in long-term operation. Such a condition able to generate the on-target laser intensity of > 60 GW/cm2 for applications is qualified to preliminarily create a laser-plasma light source. Moreover, the related simulation results also reveal the double-passed power amplifier can further simplify MOPA.
Such an intense clad-pumped power amplifier can further become a nonlinear fiber amplifier in all-normal dispersion instead of a nonlinear passive fiber. The combination of laser amplification and nonlinear conversion together can therefore overcome the significant pump depletion during the propagation along the passive fiber for power scaling. As a result, an intense spectrum spanning from 980 to 1600 nm as a high-power nanosecond supercontinuum source can be successfully generated with a conversion efficiency of >65% and a record-high peak power of >116 kW to the best of our knowledge. Because of MOPA structure, the influence of input parameters of nonlinear fiber amplifier on supercontinuum parameters can also be studied. The onset and interplay of fiber nonlinearities can be revealed stage by stage. Such an unique and linearly-polarized light source composed of an intense pump and broad sideband seed is beneficial for efficiently driving the broadband tunable optical parametric amplification free from the bulkiness and timing jitter.
Keywords: High power fiber laser and amplifier, ytterbium fiber, master oscillator power amplification, parasitic stimulated amplification, multi-pass fiber amplification, peak power/pulse energy scaling, fiber nonlinear optics, supercontinuum generation.
Fang, Qiang. « 2 μm Pulsed Fiber Laser Sources and Their Application in Terahertz Generation ». Diss., The University of Arizona, 2012. http://hdl.handle.net/10150/232475.
Texte intégralZhou, Gengji [Verfasser], et Franz X. [Akademischer Betreuer] Kärtner. « Power scaling of ultrafast mid-IR source enabled by high-power fiber laser technology / Gengji Zhou ; Betreuer : Franz Kärtner ». Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2017. http://d-nb.info/1143868781/34.
Texte intégralParsa, Shahrzad. « High-power fiber-laser-pumped picosecond nonlinear optical sources from the near- to mid-infrared ». Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2018. http://hdl.handle.net/10803/620786.
Texte intégralLas fuentes coherentes de picosegundos ultrarrápidos en el rango espectral de infrarrojo cercano a infrarrojo medio (IR) son de gran interés para una amplia variedad de aplicaciones tales como pump-probe espectroscopia, la teledetección, la fotobiología y las nuevas técnicas de upconversion imaging. La óptica no lineal, y en particular las técnicas de conversión de frecuencia no lineal, ofrecen un enfoque eficiente y eficaz para la realización de fuentes que emiten tales radiaciones, ya que hoy en día, las fuentes basadas en la conversión de frecuencia no lineal son fuentes viables y fiables de emisión de radiaciones láser con amplia sintonía de longitud de onda y escalabilidad de potencia, sin necesidad de refrigeración criogénica. En esta tesis, hemos demostrado fuentes de picosegundos de alta potencia y alta tasa de repetición basadas en procesos de conversión de frecuencia no lineales a través de osciladores ópticos paramétricos (OPO) y generación de frecuencias de diferencia (DFG) para cubrir la región de longitud de onda de IR cercano a IR medio del espectro electromagnético. Hemos desarrollado una fuente de picosegundos estable, de alta tasa de repetición, rápidamente sintonizable, basado en un cristal PPKTP con períodos de rejilla diseñados en forma de abanico. El OPO, es bombeado sincrónicamente por un mode-locked láser de fibra de Yb, doblado en frecuencia para generar verde a 532 nm, que proporciona radiación estable y de alta potencia rápidamente sintonizable de 749-962 nm en el signal y de 1189-1838 nm en el idler, a temperatura ambiente. Además, hemos demostrado lo que creemos que es la primera fuente de picosegundos sintonizable con alta tasa de repetición basada en el cristal OP-GaP en el IR medio. Usando una DFG de un solo paso entre un mode-locked láser de fibra de Yb a 1064 nm y la salida ajustable de un OPO de picosegundo basado en un cristal de MgO:sPPLT bombeado sincrónicamente por el mismo láser, la fuente generó radiación sintonizable de 3040-3132 nm en el medio-IR a la velocidad de repetición de ~80 MHz, con buena calidad de haz. Además, también presentamos el primer OPO de picosegundos de alta potencia y buena calidad de haz, con resonancia del idler, basado en un cristal MgO:PPLN de rejilla múltiple sintonizable a lo largo de 2100-4000 nm en el IR medio. El OPO proporcionó hasta 3.5 W de radiación de IR medio con valores de M2 mejores que 1.8 tanto en dirección horizontal como vertical
Dauliat, Romain. « Advanced microstructured bers design for a robust singlemode high power laser operation ». Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/a5fd0c92-b555-4d68-a28a-3c6cf3fe34eb/blobholder:0/2013LIMO4015.pdf.
Texte intégralLe développement de fibres optiques micro-structurées spécifiques a connu un réel engouement au cours des 20 dernières années permettant un contrôle remarquable des propriétés optiques. En particulier, cette approche a été bénéfique à l'émission d'un faisceau monomode robuste à partir de fibres à large aire modale dont le diamètre de coeur excède 40 μm. Cette capacité a promu les lasers à fibres au rang de sérieux et compétitifs candidats pour des applications répandues telles que le micro-usinage ou la chirurgie. Dans ce but, de multiples structures de fibres ont été mise au point (Large Pitch Fibers et les "Distributed Mode Filtering fibers" par exemple), accroissant les performances des lasers et amplicateurs fibrés de fortes puissances. Cependant, de nouveaux phénomènes néfastes impactent leur fonctionnement dans ce régime. En effet, une dégradation de la qualité du faisceau est notable lorsque la puissance émise surpasse un certain seuil, en raison de la capacité inhérente des fibres de l'état de l'art à supporter plusieurs modes guidés dans leur coeur. Dans ce contexte, j'ai premièrement étudié attentivement le comportement des modes guidés dans les fibres à très large aire modale de l'état de l'art et mis en lumière plusieurs principes fondamentaux utiles à l'obtention d'une amplification sélective efficace. Ensuite, j'ai tiré bénéfice de ces constats pour proposer de nouveaux types de fibres microstructurées exhibant une amélioration de la robustesse de leur unimodalité. J'ai ainsi démontré une discrimination modale record dans une fibre appelé LPF Spirale dont le motif de la gaine interne est totalement asymétrique. Les premières fabrications de ces fibres toute solides sont également rapportées, contribuant à clairement définir les perspectives de ces travaux ainsi que les contraintes de fabrication
Yagci, Mahmut Emre. « Development Of A Picosecond Pulsed Mode-locked Fiber Laser ». Master's thesis, METU, 2013. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12615773/index.pdf.
Texte intégraldinger equation with the method of split-step evaluation. The brief theoretical background and simulation results of the laser system will be shown. Finally, the experimental study of the developmental fiber laser system that comprises an oscillator, preamplifier and power amplifier will be discussed.
Dulgergil, Ebru. « Development Of A Pulsed Fiber Laser For Ladar System ». Master's thesis, METU, 2012. http://etd.lib.metu.edu.tr/upload/12614635/index.pdf.
Texte intégralHu, Chennan. « Two Innovative Applications Combining Fiber Optics and High Power Pulsed Laser : Active Ultrasonic Based Structural Health Monitoring and Guided Laser Micromachining ». Diss., Virginia Tech, 2017. http://hdl.handle.net/10919/94130.
Texte intégralPHD
This dissertation presents two research topics both related to high power laser and fiber optic. The first topic studies the application of using optical fiber and high power laser for ultrasonic non-destructive evaluation. The general idea is to use fiber optic to remotely generate and monitor ultrasonic waves on a workpiece. Due to the fact that there are no electronic components involved in the sensing part of the system, this system can work at high temperature and is unsusceptible to EMI. The second topic studies the usage of optical fiber in high aspect ratio micromachining. The key concept is to use a fiber tip and the output high power laser as a "drilling tip", which eliminate the aspect ratio limitation rooted in the traditional free-space laser micromachining method. With this concept and a demonstrative micromachining system, we achieved record-breaking aspect ratio on both aluminum and plastic.
Kalita, Mridu P. « Development of bismuth doped silica fibres for high power sources & ; long wavelength generation from ytterbium doped fibre lasers ». Thesis, University of Southampton, 2010. https://eprints.soton.ac.uk/185965/.
Texte intégralLiu, Yizhou [Verfasser], et Franz X. [Akademischer Betreuer] Kärtner. « High-Power High-Repetition-Rate 1-µM Fiber Laser System for Strong-Field Physics and Mid-Infrared Generation / Yizhou Liu ; Betreuer : Franz X. Kärtner ». Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2019. http://d-nb.info/119953921X/34.
Texte intégralRydberg, Sara. « Rare Earth elements in optical materials and design of high power ytterbium fiber laser for frequency doubling using nonlinear ppKTP crystal ». Thesis, Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik, 2010. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-36138.
Texte intégralBarnini, Alexandre. « Mise au point et caractérisation de nouvelles compositions de verres de silice dopée ytterbium par méthode plasma (SPCVD) pour application en tant que fibre laser ». Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066392/document.
Texte intégralYtterbium-doped silica optical fibers are widely used for high power laser applications for several years. These powers keep on increasing due to continuous improvements in optical fibers fabrication processes. The aim of this PhD is to synthesize ytterbium-doped silica optical fibers’ cores using a plasma process named SPCVD. This method has been created in 1986 for telecommunications optical fibers synthesis, and we have adapted it to fit the fabrication of rare earth-doped large-mode-area optical fiber cores. We first present the development of ways of evaporating low vapor pressure reagents. All the synthesized optical fiber cores are silica-rich, and slightly doped with both aluminum, fluorine and ytterbium. Radial and longitudinal homogeneities are discussed, and we propose several options in order to improve them. Then, the glassy network structure of the fabricated cores and also the neighborhood and dispersal of Yb3+ ion in the silicate network are studied. Thus, we used several spectroscopic studies: nuclear magnetic resonance enables to focus on non-zero nuclear spin nucleus (29Si, 27Al, 19F) whereas electronic paramagnetic resonance is used to probe the neighborhood and the dispersal of Yb3+ ions. We also based our study on optical characterizations as absorption and luminescence of Yb3+ ions. Finally, the fibers’ cores we synthesized using the SPCVD process have been characterized in a laser cavity. We present the power conversion efficiency, the beam quality and the resistance to photodarkening of several ytterbium and fluorine-co-doped aluminosilicate cores
CECI, GINISTRELLI EDOARDO. « Advanced application of phosphate glass optical fibres in photonics and biophotonics ». Doctoral thesis, Politecnico di Torino, 2018. http://hdl.handle.net/11583/2703875.
Texte intégralKuhn, Vincent [Verfasser]. « Near diffraction limited high-power narrow-linewidth Er3+-doped fiber amplifiers : developments towards laser sources at 1.5 [my]m wavelength for gravitational wave astronomy / Vincent Kuhn ». Hannover : Technische Informationsbibliothek und Universitätsbibliothek Hannover (TIB), 2012. http://d-nb.info/101994398X/34.
Texte intégralChen, Jian Ph D. Massachusetts Institute of Technology. « High repetition rate fiber lasers ». Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2009. http://hdl.handle.net/1721.1/55093.
Texte intégralCataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (p. 117-121).
This thesis reports work in high repetition rate femtosecond fiber lasers. Driven by the applications including optical arbitrary waveform generation, high speed optical sampling, frequency metrology, and timing and frequency distribution via fiber links, low noise fiber laser sources operating at multi-gigahertz repetition rates are developed systematically. A 200 MHz fundamentally mode-locked soliton laser and a 200 MHz fundamentally mode-locked similariton laser are first developed. Intra-cavity soliton formation is recognized as the optimum route towards achieving high fundamental repetition rates compact lasers, under the limitation of realistically available pump power. A 3 GHz fundamentally mode-locked femtosecond fiber laser is developed and verifies the soliton formation theory. Techniques in external cavity repetition rate multiplications are also discussed. A theoretical model that relates the repetition rate of the soliton laser and its other physical measurable parameters is developed to guide further high repetition rate laser development.
by Jian Chen.
Ph.D.