高功率光纤激光器和放大器稳定性建模

高功率光纤激光器 (HPFL) 最早由南安普顿大学开发，现已取得了长足的进步。在过去的二十年中，输出功率增长了4个数量级以上，单束光功率达到了10kW。它们广泛应用于最先进的生产线，用于切割、焊接、3D打印和标记从玻璃到钢铁的各种材料。然而，我们现在已经接近单个光纤激光器所能产生的最大功率。为了继续提高功率，必须找到新的解决方案。正如现代计算机包含大量处理器核心而不是单个高速核心一样，HPFL的未来在于多个光纤激光器的组合。成功组合大量光纤激光器将彻底改变制造业。这一突破将使我们能够控制所有光特性，例如：波长、偏振、强度、相位。这将使我们能够创建动态可重构的结构光，根据具体应用“即时”改变。这种数字光纤激光器不仅能使英国成为一个更繁荣的国家，还能让我们：防御恶意无人机、建造下一代高效紧凑的粒子加速器、清理太空碎片、处理核废料。总之，它将使世界变得更美好、更清洁、更环保、更安全。南安普顿大学最近获得了600万英镑的资助，用于解决与数字光纤激光器创建相关的挑战，您将成为这项团队努力的一部分。您将专注于基础理论研究，旨在理解目前严重限制窄线宽光纤放大器功率扩展和稳定性的潜在光学非线性效应，例如横向模式不稳定性 (TMI) 和受激布里渊散射 (SBS)。高功率光纤中TMI的根本原因目前尚不清楚，以及它与声波的相互作用以及对相位噪声的影响。随着您的模拟能力的发展，您将通过实验演示一个零TMI和SBS的多千瓦光纤激光放大器。您将开发广泛的建模和分析技能，用于解决实际物理挑战，对学术界或工业界的理论建模职业生涯具有明显益处。您的模拟还将用于指导与数字光纤激光器总体发展相关的重要实验工作。

南安普顿大学作为全球高等教育的标杆性机构，其高功率光纤激光器和放大器稳定性建模项目依托学校在工程与技术领域的深厚学术传统与实践经验，致力于培养学生的系统性光子学与光电子学分析能力。