文档介绍：天津大学硕士学位论文

共振泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器的研究

Research on In-band
pumped Nd-doped double-clad polarization
maintaining fiber laser

学科专业:光电子技术
研究生:史春鹏
指导教师:丁欣教授

天津大学精密仪器与光电子技术学院
二零一二年十一月
独创性声明

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签字日期: 年月日签字日期: 年月日
中文摘要

近红外微米波段激光是最早被研究的激光波长之一,该波长在激光测
距、医学科学研究、光谱研究、生命科学研究、激光加工、天文学研究以及国防
军事工业等诸多方面都具有重要的应用价值。共振泵浦(包括直接泵浦和热助推
泵浦)掺钕双包层光纤激光器具有输出功率高、光束质量好、散热性良好以及结
构紧凑等优势,是优良的微米激光光源。
本论文分析并实验研究了 880nm 直接泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器和
888nm 热助推泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器在微米处的输出特性,并与
808nm 传统泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器的输出特性进行比较,显示了共振泵
浦技术的优越性。论文主要内容及创新点归纳如下:
1. 分析双包层光纤的结构,理论说明了内包层形状对泵浦光吸收效率的影响
以及双包层光纤激光器的工作原理;阐述了双包层光纤激光器的各种泵浦
耦合技术并比较彼此的优势;介绍了双包层光纤激光器的实用腔型。
2. 分析掺钕光纤能级结构,由四能级速率方程推导出传统泵浦掺钕双包层光
纤激光器和共振泵浦掺钕双包层光纤激光器中腔参数对输出特性的影响,
确定了实验用光纤长度并计算了掺钕双包层光纤激光器中的热量情况。
3. 实验研究了 880nm 直接泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器的输出特性,在最
大耦合功率为的情况下,光纤吸收功率为 ,对应的
激光输出,相对吸收泵浦功率的阈值和整体斜率效率分别为 73mW
和 %,优于传统泵浦方式的 80mW 阈值功率和 %斜率效率。
4. 实验研究了 888nm 热助推泵浦掺钕双包层保偏光纤激光器的输出特性,在
最大耦合功率为的情况下,光纤吸收功率为 ,对应 3W 的
激光输出,相对吸收泵浦功率的阈值和整体斜率效率分别为 70mW
和 %,优于传统泵浦方式和直接泵浦方式。
5. 实验对该光纤激光器系统的偏振特性进行了测量,三种泵浦方式下的偏振
度分别为 , 和 ,验证了该系统具有较好的保偏特性。

关键词:共振泵浦直接泵浦热助推泵浦掺钕双包层光纤近红外偏振保持
ABSTRACT
The near-infrared region laser is one of the earliest researched
wavelengths in laser field. It could be wildly used in laser ranging, medical science
research, optical spectrum research, life science research, laser processing, astronomy
research, defense & military industry and many other fields. In-band pu