窄线宽掺镱光纤激光器的研究

窄线宽掺镱光纤激光器的研究

论文摘要

窄线宽光纤激光器做为光纤激光器的一个重要方向,以其窄线宽、低噪声等优点广泛应用于光纤传感、光纤遥感、高精度光谱及光纤通信等领域,具有较高的研究价值。本文从镱离子能级结构的研究出发,结合光纤光栅反射谱的理论仿真,详细分析了DBR(分布布拉格反射式)结构的窄线宽掺镱光纤激光器的单纵模工作条件。在理论研究基础上,我们确定了实验方案和相关关键器件,包括泵浦源、非球面透镜组、光纤光栅等,搭建了DBR结构掺镱光纤激光器实验平台。并采用飞秒脉冲激光相位掩模板法在双包层(10/125μm)光纤中制备了中心波长1065nm、反射率为20dB,插入损耗为小于0.1dB,3dB带宽为0.1nm的布拉格光栅。通过改进实验平台和优化实验参数,获得了最大输出功率0.8W,波长为1065.55nm,线宽为21.9pm的窄线宽光纤激光稳定输出。最后我们搭建了全光纤结构的窄线宽光纤激光器,获得了初步实验结果,并提出了今后实验的改进方案。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 窄线宽光纤激光器的国内外研究进展
  • 1.2 窄线宽光纤激光器的实现方案
  • 1.3 本论文的主要研究内容
  • 2 光纤光栅理论及刻写实验
  • 2.1 光纤光栅概述
  • 2.2 光纤光栅光学特性的理论分析
  • 2.3 光纤光栅刻写实验
  • 2.4 本章小结
  • 3 DBR 结构光纤激光器单纵模运转的模拟设计
  • 3.1 镱离子的能级结构及光谱特性
  • 3.2 掺镱光纤的小信号增益系数和损耗系数
  • 3.3 实现单纵模运转的理论分析
  • 3.4 单纵模运转的理论模拟过程
  • 3.5 单纵模运转的理论模拟结果
  • 3.6 本章小结
  • 4 窄线宽掺镱光纤激光器的实验研究
  • 4.1 窄线宽掺镱光纤激光器的实验装置
  • 4.2 窄线宽掺镱光纤激光器的实验过程
  • 4.3 窄线宽掺镱光纤激光器的实验结果及分析
  • 4.4 本章小结
  • 5. 全光纤窄线宽掺镱光纤激光器实验研究
  • 5.1 全光纤窄线宽掺镱光纤激光器的实验装置
  • 5.2 全光纤窄线宽掺镱光纤激光器的实验过程
  • 5.3 全光纤窄线宽掺镱光纤激光器的实验结果
  • 5.4 本章小结
  • 6 总结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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