文档介绍：南开大学
硕士学位论文
掺镱双层光纤激光器的研究
姓名:许兆文
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:董孝义
20030401
南开大学硕士研究生毕业论文由于光纤激光器具有良好的散热特性和很高的转换效率,使高功率光纤激光器受到广泛的关注。目前,在高功率激光器的应用方面,双包层光纤激光器已成为人们的首选产品,并引起了人们浓厚的商业兴趣,在光通信、工业加工、印刷、打标、军事和医疗上有着广泛的应用。本文介绍了双包层光纤激光器的研究进展,描述了其关键技术一耦合方式的研究现状,提出并详细分析了两种新型的耦合方式;从实验和理论两方面研究了结构参数对掺镱双包层光纤激光器的输出特性的影响;提出了两种适用于双包层光纤激光器的选频方案,研制了选频器件:法一珀干涉仪和光纤光栅;实现了波长稳定的多波长、高功率光纤激光器和窄线宽高功率光纤激光器。ò愎庀思す馄鞯睦砺鄯治推导了光纤激光器输出特性与激光腔参数关系的解析表达式,模拟分析了泵光波长、激光波长位置对掺双包层光纤激光器输出特性影响;论述了激光功率、斜率效率、激光阈值等输出特性与光纤长度、前后腔镜反射率、腔内连接损耗等激光腔参数的关系,对具体的实验研究提供了理论依据。惚闷止丶际跻获詈戏绞降难芯设计制造了两套常规非球面透镜耦合系统,模拟了其输出光斑的能量分布:并基于此种耦合方式实现了高功率双包层光纤激光器和宽带光源。研制了一种适用于边泵浦的新颖的单包层到双包层光纤耦合器,并在此基础上提出了一种可用于多点、同时泵浦的光纤排耦合方式。提出、设计了一种用于阵列半导体激光器与双包层光纤耦合的楔形波导耦合方式:该方法适用于边泵浦。这两种耦合方式已申请了国家发明专利。掺镱ò愎庀思す馄鞯氖笛檠芯建立了完整的线形腔双包层光纤激光器的实验系统,、泵浦电流的关系。实验对比了内包层形状为圆形、方形、魏途匦蔚乃ò愎庀俗槌傻募光腔光光转换效率,从而验证了第二章中的二维射线光学分析方法。实验验证了不同反射率的后腔镜对激光器输出功率特性的影响;研究了增益光纤长度对激光器输出波长的影响,并从激光下能级的自吸收现象的角度很摘要利用二维射线光学分析方法分析了内包层形状对吸收效率的影响。
硕士期间参与的科研项目南开大学硕士研究生毕业论文分析了光纤光栅选频的基本原理,研制了用于刻写波段光纤光栅利用自行研制的光纤光栅构架了窄线宽掺镱双包层光纤激光器,并对这种中的应用原理。实现了单包层光纤扭角、位移、形变测量装置,实验结果与理凌镜耦合方式,斜角光纤耦合方式,边泵浦,端泵浦,理论模拟,光纤测量,好的解释了这种现象。线形腔双包层光纤激光器中选频作用的研究对线形腔双包层光纤激光器波长稳定性进行了分析,讨论、分析了两种适用于双包层光纤激光器的选频方式:干涉选频和光栅反馈选频。,在国内率先实现了一种波长稳定的大功率、四波长双包层光纤激光器。的掺镱双包层宽带光源;并采用相位掩模的方法研制了的光纤光栅。激光器的波长稳定性进行了分析。グ愎庀嗽诓饬恐械挠τ醚芯基于回波损耗分析了用单包层光纤测量液体折射率、浓度参量的原理,给出了回波强度与折射率、浓度的关系式。实现了一种结构简单、灵敏度高的折射率、浓度测量仪。对单包层光纤测量原理进行了分析,研究了微弯效应在缠绕型光纤测量仪掺镱光纤激光器,双包层光纤激光器,掺镱双包层光纤,光纤光栅,法一珀干涉,矩形内包层,圆形内包层,方形内包层,文诎悖妇雕詈戏绞剑微弯光纤传感。易匀豢蒲Щ鹣钅俊八ò愎庀斯庾悠骷坝τ醚芯俊毕钅勘嗪旖虼笱б荒峡4笱Ш献飨钅俊肮庀舜ǜ性诓饬恐械挠τ谩论分析能很好的吻合。关键词¨
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第一章绪论南开大学硕士研究生毕业论文年诓纛蚶AРǖ贾蟹⑾旨す夥洹緇”,从而开创了光纤激光器领域的研究。.年,光纤激光器和放大器的概念也相继提出【保但由于当时的光纤损耗大、作为泵源的半导体激光器无法在室温下连续工作等原因,使得这之后很长一段时间的研究仍处于探索阶段。直到年,美国公司首次研制出第一根损耗为/的石英光纤约昂罄聪⊥敛粼庸庀制作技术的逐步完善【】,光纤激光器技术才逐渐成熟,产品进入商用阶段。光纤激光器具有众多令人瞩目的优点,如:其波导结构与传输光纤相同,易于与传输光纤集成和耦合;基质材料具有很好的散热特性和热稳定性:与固体激光器相比,光纤激光器损耗小、阈值低、效率高,而且容易实现小巧、紧凑的结构设计;所以,光纤激光器在光纤通信、传感、工业加工、国防和军事等领域获得日益广泛的应用,对其迸一步研究和完善也成为当前相关领域研究的热点。但传统的泵浦技术很难将高功率的