高功率双包层铒镱共掺光纤激光器的研究

论文摘要

高功率光纤激光器是光通信技术领域研究和发展的热点课题,是激光器发展和应用的一个重要方向。双包层光纤技术和泵浦光耦合技术的出现大大地提高了光纤激光器的输出功率和转换效率,已成为发展高功率激光器的重要途径之一。高功率双包层铒镱共掺光纤激光器具有体积紧凑、结构简单、效率高和寿命长等优点,因此,高功率双包层铒镱共掺光纤激光器的研究已经成高校和各大科研单位的热点之一。本文的重点是高功率双包层铒镱共掺光纤激光器在稳态状态下的数值仿真。首先,简要叙述了光纤激光器的研究现状、进展和最新应用；然后,详细地分析了双包层铒镱共掺光纤激光器的理论基础；其次,重点地讲述了双包层铒镱共掺光纤激光器的关键技术；最后,借助功率传输速率方程,对光纤激光器在稳态工作时的主要特性进行数值仿真研究。仿真结果表明,在相同泵浦方式下,泵浦光功率和激光功率沿光纤的分布是相同的；光纤的长度对输出功率有很明显的影响；最佳光纤长度与泵浦光功率成正比关系；后腔镜反射率一定时,输出功率会随着泵浦光功率的增大而增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光纤激光器研究背景
• 1.2.1 光纤激光器的研究现状
• 1.2.2 近期光纤激光器的研究进展
• 1.2.3 高功率光纤激光器的优点
• 1.2.4 高功率双包层光纤激光器的最新应用
• 1.3 论文的主要工作要点
• 1.4 本论文内容安排
• 3+-Yb³⁺共掺光纤激光器的基本理论'>第二章 双包层Er³⁺-Yb³⁺共掺光纤激光器的基本理论
• 2.1 双包层光纤激光器的结构与种类
• 2.1.1 双包层光纤激光器的结构
• 2.1.2 双包层光纤激光器的种类
• 2.2 光纤激光器的工作原理
• 2.3 光纤激光器的理论模型
• 2.3.1 铒镱共掺系统的能级结构
• 2.3.2 动态速率方程
• 2.4 影响光纤激光器的因素
• 2.4.1 铒镱共掺光纤
• 2.4.2 铒镱离子的浓度比
• 2.4.3 泵浦源与泵浦方式的选择
• 2.5 本章小结
• 3+-Yb³⁺共掺光纤激光器的关键技术'>第三章 高功率双包层Er³⁺-Yb³⁺共掺光纤激光器的关键技术
• 3.1 双包层泵浦技术
• 3.1.1 双包层光纤的结构
• 3.1.2 双包层光纤的内包层结构
• 3.2 泵浦光耦合技术
• 3.2.1 透镜组直接耦合方式
• 3.2.2 V型槽侧面泵浦耦合方式
• 3.2.3 角度磨抛侧面泵浦耦合方式
• 3.2.4 熔锥侧面泵浦耦合方式
• 3.2.5 嵌入反射镜侧面泵浦耦合方式
• 3.3 谐振腔的制作技术
• 3.4 本章小结
• 3+-Yb³⁺共掺光纤激光器的稳态特性研究'>第四章 双包层Er³⁺-Yb³⁺共掺光纤激光器的稳态特性研究
• 4.1 功率传输速率方程
• 4.2 速率方程的推导
• 4.3 稳态特性的数值分析
• 4.3.1 泵浦功率沿光纤的分布
• 4.3.2 激光功率沿光纤的分布
• 4.3.3 输出功率与光纤长度的关系
• 4.3.4 最佳光纤长度与泵浦光功率的关系
• 4.3.5 输出功率与后腔镜反射率的关系
• 4.3.6 仿真总结
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献