引用本文：
黎志刚，谢卓鑫，李晓晖，等. 应用于光纤激光系统的高增益高稳定性光纤放大器研究[J]. 光通信技术，2025，49（3）：102-107.
黎志刚，谢卓鑫，李晓晖*，张 良，陈 峰，杨万里，杨小亮
（中国电子科技集团公司 第三十四研究所，广西 桂林 541004）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对高功率光纤激光系统对增益与稳定性的双重需求，设计了一种高增益高稳定性光纤放大器。该放大器采用单纤双程双级放大技术的光路设计，结合全保偏光纤结构，提升增益介质利用率，同时开发了基于自动功率控制与闭环反馈的电路系统，通过峰值采样电路和精密泵浦驱动电路实现动态调节。实验结果表明：系统最大增益达28.25 dB，闭环控制使输出能量波动从2.21%降至0.42%，稳定性提升了81%；减少泵浦激光器用量，在260 mA泵浦电流时实现70.2 nJ脉冲能量输出。
关键词：光纤激光系统；高增益；能量稳定性；光纤放大器；闭环反馈控制
中图分类号：TN91 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2025）03-0102-06
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2025.03.017
1. 研究背景与目的
背景：高功率光纤激光系统对增益与稳定性有双重需求，现有方案存在增益与稳定性、系统集成度及成本之间的协同优化问题。
目的：提出一种高增益高稳定性光纤放大器方案，满足高功率光纤激光系统的应用需求。
2. 主要技术方案
光路设计：
技术：采用单纤双程双级放大技术，全保偏光纤结构。
工作过程：
初始信号注入掺镱光纤（YDF）完成第一次放大。
980 nm泵浦光与信号光耦合，增强增益。
法拉第旋转镜（FRM）反射，实现第二次放大。
频域滤波器滤除放大自发辐射（ASE）噪声。
99:1偏振分束器（PBS）分束，1%信号用于闭环反馈。
电路设计：
脉冲峰值保持采样电路：监测脉冲能量变化，调节泵浦功率。
泵浦激光器驱动电路：提供稳定驱动能力，确保泵浦激光器稳定运行。
核心：基于自动控制与闭环反馈的电路系统。
关键电路：
3. 实验结果与分析
测试平台：采用1053 nm中心波长、1 kHz重复频率、5 ns脉宽的激光脉冲作为输入源。
增益与输出能量：
最大增益：28.25 dB（泵浦电流260 mA时）。
输出能量：70.2 nJ（泵浦电流260 mA时）。
稳定性提升：
闭环控制前RMS波动率：2.21%。
闭环控制后RMS波动率：0.42%。
稳定性提升：81%。
4. 结论与优势
结论：所设计的光纤放大器具备高增益、高稳定性、高集成度、低成本及易于控制等优点。
优势：
增益系数高：最大增益达28.25 dB。
稳定性好：闭环反馈控制使输出能量波动显著降低。
集成度高：单纤双程双级放大技术减少了泵浦激光器和放大级数。
成本低：优化了系统结构，降低了制造成本。