文档介绍：天津大学
硕士学位论文
掺镱双包层光纤主振荡功率放大激光系统的研究
姓名:陈博
申请学位级别:硕士
专业:光电子技术
指导教师:宁继平
2011-12
摘要关键词:系统,掺镱双包层光纤,数值模拟,放大自发辐射,脉冲泵浦本论文对掺镱双包层光纤系统进行了理论和实验研究,主要内容如下:罱酥鞫鱍的掺镱双包层光纤激光器作为光纤系统的信光纤主振荡功率放大系统能够显著提升光纤激光的输出特性,具有较高的学术研究价值,并且在工业、空间测距和军事等领域有着巨大的应用潜力。樯芰斯庀薓低车奶氐悖τ们熬埃约肮谕庋芯肯肿础隽瞬麸钏ò愎庀薓低车幕驹怼0ú麸钏ò愎庀说特性和关键技术,光纤系统基本结构以及主动调庀思す馄鞯原理和理论模型。圆麸钏ò愎庀薓低车男藕欧糯蠊探辛耸的D狻7治隽连续信号放大时光纤内部的能量变化和放大级最佳光纤长度的选取;详细介绍了使用有限差分法模拟脉冲信号放大的过程,并讨论了放大过程对脉冲波形产生的影响;最后研究了放大的自发辐射苑糯笃性能的影响。月龀灞闷植麸钏ò愎庀薓低辰辛耸笛檠芯俊号源,获得了重复率从可调,波长隹氖涑鲂藕拧杓蒲邮钡缏肥迪中藕藕捅闷致龀宓耐健瓿陕龀灞闷止庀薓低呈笛椋芯苛瞬煌闷致隹砗椭馗绰对信号输出光谱和脉宽的影响,证实了脉冲泵浦对放大器囊制效果。并在重复率闷致龀蹇矶时,获得平均功率隹的す馐涑觯迪衷鲆。
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第一章绪论提出,。在这四类光纤激光器中,以掺杂稀土元素离子的光纤激光器最为重要。它发展最快,并且已经在光通信,光纤传感,激光材料处理等领域有了广泛有关掺杂光纤激光器的发展历史可以追溯到年——就在发明红实验成功了第一台掺饵光纤放大器,这在光通信发展史上具有里程碑式光纤激光器,就是采用光纤作为激光介质的激光器。按照激励机制可以分为稀土离子掺杂光纤激光器,非线性效应光纤激光器,单晶光纤激光器以及染料光应用,因而我们通常所说的光纤激光器多指这类激光器【俊宝石激光器后一年,美国人诓纛喜AРǖ贾蟹⑾至思す夥鋄,由此拉开了光纤激光器发展的序幕。,光纤激光器和放大器的概念相继由于当时的光纤损耗太大,半导体激光器技术亦不成熟,光纤激光器的发展在相当长一段时间内受到制约。直至年,伴随着光纤技术和半导体技术的发展,第一台半导体泵浦的光纤激光器才研制成功【俊甏泻笃冢孀挪粼庸庀斯艺和半导体激光器泵浦技术的成熟,年英国南安普敦大学及美国贝尔实验室的意义,如今已经成为了光通信系统中不可或缺的重要器件。但是因为光纤孔径太小,泵浦光的耦合非常有限,导致光纤激光器一度被认为只能应用于毫瓦量级。直到年,岢隽税惚闷值墓瓜耄⒂蒔公司率先制成了第一根具有内包层结构的掺钕光纤,双包层光纤的发明开创了光纤激光器和放大器新的篇章,使得大功率输出成为了可能。从年代至今,在包层泵浦技术的推动下,光纤激光器和放大器获得了前所未有的飞速发展,各种新技术如雨后春笋般出现,输出功率也不断被刷新。与传统的固体激光器相比,光纤激光器具有以下优点】:浣橹食涞痹鲆娼橹省9庀送弊魑P痴袂缓驮鲆娼橹适沟霉庀思す器能够拥有光纤波导的全部优点。首先是增益介质可以很长,通过延长光纤长度即可获得很高增益。同时,因为光纤波导对光的限制作用,使得泵浦光能够低损耗传输,直至被完全吸收,并且该过程泵浦光与激光模场始终保持重合,从而能第一章绪论
.庀思す馄鞯挠τ谩】冷系统,高功率运转时也只需简单风冷。冷却系统的简化不但降低了激光器的成们的青睐,具体应用如下。す夂附樱憾杂诖臣す夂附庸ひ斩裕系偷哪芰孔;恍式ǖ贾陆够实现很高的泵浦效率,这些赋予了光纤激光器低阈值、高增益、高效率的优点。其次,通过选择合适的纤芯尺寸,极易实现单模、单频运转。最后,因为本身具有光纤结构,可以与现有光纤器件和网络完全兼容,插入损耗极低,易于组成全光纤系统。庀思す馄骶哂泻芨叩摹氨砻婊寤北龋⑷刃Ч谩N扌枧哟蟮乃本,更极大地提高了其稳定性,延长了工作寿命。庀思す馄骶哂辛己玫墓馄滋匦浴R蛭2粼庸庀说氖涑龉馄资艿讲粼永子周围分子环境的显著影响,所以通过改变掺杂离子的种类及掺杂基质的组分,可以获得具有很宽调谐范围的输出光谱。庀思す馄骶哂新嘲粜裕⑶医峁菇舸眨奖恪目前,光纤激光器的应用范围已经覆盖了人们生产生活的各个领域,并且因其具有高功率,高效率,结构紧凑,性能可靠,性价比高等优势而越来越受到人す獯虮辏河氪车腃す獯虮晗啾龋庀思す獯虮昊墓馐量更好,聚焦后的光斑具有直径小、圆度高、能量稳定和轮廓规则清晰等特点,此外还具有频率可调谐的优点,因而在对深度、光滑度、精细度要求较高的领域有着不可替代的优势。す獾窨蹋汗庀思す馄饔捎诰弑嘎隹矶獭⒅馗雌德矢摺⒎逯倒β蚀蟮扔点,在雕刻加工时,能够大大减少热效应带来的