Efficient 1018nm high power fiber laser using intracavity tilted FBG ASE filters

Nous présentons une méthode efficace pour éliminer l'émission stimulée amplifiée (ASE) indésirable dans les lasers et amplificateurs à fibre de haute puissance en utilisant des filtres de réseau de Bragg à fibre inclinée et à pas variable (CTFBG) insérés dans la cavité. Le réseau est écrit avec des franges inclinées de sorte que l'ASE non désirée est réfléchie dans la gaine de la fibre où elle n'est plus amplifiée. En fonction de la longueur d'onde d'émission souhaitée et de la fibre active, un ou plusieurs filtres sont insérés dans la fibre active pour supprimer l'ASE avant qu'elle n'atteigne une puissance nuisible. Les simulations numériques montrent clairement que l'ajout de filtres permet l'amplification dans des configurations qui seraient tout simplement impossibles à réaliser en raison de l'apparition de l'ASE. La largeur de bande et l'extinction du filtre, ainsi que la longueur maximale de fibre active permise entre chaque filtre sont également calculées en fonction du rapport de diamètre entre le cœur et la gaine de la fibre active utilisée et de la longueur d'onde d'émission ciblée. À titre d'exemple, un laser à fibre à 1018 nm est assemblé dans une fibre d'ytterbium de 20/400μm de diamètre cœur/gaine qui est pompée dans la gaine à 976 nm. Deux CTFBG avec une atténuation de 20 dB de 1025 nm à 1070 nm sont épissés dans la fibre d'ytterbium de 6 mètres de long. Une émission laser de 432 W à 1018 nm est obtenue avec une efficacité de pente de 77 % par rapport à la puissance de pompe absorbée. L'extinction entre le signal à 1018 nm et l'ASE est supérieure à 50 dB. Le retrait des filtres ASE de la cavité conduit clairement à une auto-pulsation de l'ASE entre 1030 nm et 1050 nm et montre qu’aucune génération de lumière à 1018 nm n'a été possible. La pente thermique mesurée des filtres montre qu'il est possible d'augmenter la puissance au-delà du kW. Une démonstration à 1908 nm avec une fibre dopée au thulium de diamètre 25/400 est également effectuée. Des tests ont été effectués pour inscrire le CTFBG directement dans une fibre d'ytterbium afin de simplifier la mise en œuvre et d'éviter les épissures supplémentaires. (En anglais seulement)

Bertrand Morasse, Alexandre Perron, Dominic Faucher, Pierre-Michel Belzile, Mathieu Vollant Deschênes, Frédéric Faucher, Guillaume Brochu, François Trépanier, and Pascal Deladurantaye "Efficient 1018nm high power fiber laser using intracavity tilted FBG ASE filters", Proc. SPIE 12865, Fiber Lasers XXI: Technology and Systems, 1286509 (12 March 2024); https://doi.org/10.1117/12.2692371