"Optical power amplifier module of ytterbium fiber in MOPA configuration"

Tomasz Zalewski

Abstract

The main aim of this thesis was to design, develop and investigate properties of optical power amplifier module, dedicated to application in ytterbium doped fiber laser in MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) configuration. The scope of the thesis included the complete cycle of designing and testing of optical power amplifier starting from spectroscopic studies of fiber preforms and active fibers through the modeling and optimization of the laser action parameters, design and development of the amplifier’s setup, up to determination of the basic parameters of developed device. Particular attention was paid to the selection of components suitable for high power operation, optimization of the active fiber and the pumping system, as well as solution of all problems associated with uncontrolled lasing, backward propagation of high optical power and reducing the impact of ASE (Amplified Spontaneous Emission). The final result is fully functional demonstrator of the power amplifier system, providing signal amplification of 16 dB, and enabling pulsed lasing at 1064 nm in the developed ytterbium doped MOPA system, with a 1,3 kW peak power (5,5 W average power for 9 W of pumping power) and nanosecond pulses (FWHM approx. 4 ns). This work was partially supported by the project “Non-lethal laser weapon systems, directed energy laser weapon systems” financed by National Centre for Research and Development, grant agreement no. 1 6/1/PS/2014.
Diploma typeEngineer's / Bachelor of Science
Diploma typeEngineer's thesis
Author Tomasz Zalewski (FP)
Tomasz Zalewski,,
- Faculty of Physics
Title in Polish" Moduł wzmacniacza mocy optycznej do iterbowego lasera włóknowego w konfiguracji MOPA"
Supervisor Ryszard Piramidowicz (FEIT / MO)
Ryszard Piramidowicz,,
- The Institute of Microelectronics and Optoelectronics
Certifying unitFaculty of Physics (FP)
Affiliation unitThe Institute of Microelectronics and Optoelectronics (FEIT / MO)
Study subject / specializationFotonika
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date13-02-2017
Issue date (year)2017
Reviewers Katarzyna Rutkowska (FP / OPD)
Katarzyna Rutkowska,,
- Optics and Photonics Division
, Ryszard Piramidowicz (FEIT / MO)
Ryszard Piramidowicz,,
- The Institute of Microelectronics and Optoelectronics
Keywords in Polishukład MOPA, laser włóknowy, wzmacniacz mocy optycznej, iterb, wysoka moc optyczna
Keywords in EnglishMOPA, fiber laser, optical power amplifier, ytterbium, high optical power.
Abstract in PolishGłównym celem pracy było zaprojektowanie, skonstruowanie oraz zbadanie parametrów modułu wzmacniacza mocy optycznej do zastosowania w układzie iterbowego lasera włóknowego średniej mocy w konfiguracji MOPA (Master Oscilator Power Amplifier). Zakres pracy obejmował pełny cykl projektowania i testowania układu światłowodowego wzmacniacza mocy począwszy od badań spektroskopowych preform światłowodowych i włókien aktywnych przez modelowanie i optymalizację parametrów akcji laserowej, zaprojektowanie i zestawienie układu, aż po zbadanie podstawowych parametrów opracowanego urządzenia. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniom doboru odpowiednich komponentów do zastosowania w układach wysokich mocy, optymalizacji parametrów włókna aktywnego oraz układu pompującego, a także rozwiązaniu problemów związanych z niekontrolowaną generacją, propagacją dużej mocy optycznej oraz ograniczaniu niekorzystnego wpływu wzmocnionej emisji spontanicznej ASE (ang. Amplified Spontaneous Emission). Ostatecznym wynikiem pracy jest w pełni funkcjonalny demonstrator systemu wzmacniacza mocy, który w testowym układzie iterbowego lasera włóknowego w konfiguracji MOPA pozwolił na uzyskanie impulsowej generacji promieniowania w zakresie 1064 nm, o mocy szczytowej na poziomie 1,3 kW (przy 5,5 W mocy średniej i 9 W mocy pompującej) i impulsach o długości nanosekundowej (FWHM ok. 4 ns). Praca była realizowana częściowo w ramach projektu pt. „Laserowe systemy broni nieśmiercionośnej, laserowe systemy broni skierowanej energii” finansowanego ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, umowa nr 1 6/1/PS/2014.
File
Praca_inż_TomaszZalewski.pdf 5.06 MB
Local fieldsIdentyfikator pracy APD: 16756

Get link to the record

Back