高功率掺镱双包层光纤激光器关键技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 薛冬 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 楼祺洪 |
| 关键词 | 掺镱双包层光纤 双端泵浦 大模场光纤 空间滤波 模式控制 |
| 中文摘要 | 高功率光纤激光器是目前激光领域最为活跃的研究方向之一，与其他固体激光器相比，光纤激光器因其体积小、重量轻、效率高、结构简单等特点，在工业、医疗、科研、军事等领域以展现出极其诱人的应用前景，受到人们的广泛关注。本文将从理论和实验两方面对高功率连续波掺意双包层光纤激光器关键技术进行研究。 第一章综述了稀土掺杂光纤激光器的发展历史，研究现状和新发展，给出了双包层光纤激光器在、工业、军事、医疗中的应用。 第二章阐述了双包层光纤的原理，对包层泵浦方法及双包层光纤激光器的特点进行了总结。以光子平衡模型为基础，推导了双包层光纤激光器输出功率表达式，给出了直线腔的速率方程。从理论上对双包层光纤内包层中的泵浦光和纤芯中的激光的传输机理进行了研究，获得了泵浦光在内包层中传输的条件及纤芯中单模激光的实现条件。介绍了高功LD的整形技术，粗芯光纤模式控制技术等关键技术。 第三章对双包层光纤的国产化研究进行了讨论，对我国光纤激光器发展现状进行了分析。阐述了双包层光纤的拉制原理。研究了内包层结构对激光器的影响，提出了一种非稳型内包层结构，采用二维光线追迹法对这种非稳腔型内包层光纤的泵浦吸收特性进行了计算，结果表明这种光纤可以实现非常高的泵浦吸收效率。对国产光纤和进口光纤就光谱特性和功率特性等方面进行了对比，结果表明我们和武汉烽火共同研制的国产光纤完全可以实现高功率输出。 第四章对双包层光纤激光器进行了理论和实验研究。给出了光纤长度、掺杂浓度等因素对输出功率、泵浦阈值，输出谱线的影响。对单端泵浦及双端泵浦进行了对比理论和实验研究。给出了双端泵浦时速率方程的数值解法，模拟了信号光和泵浦光功率在光纤中的分布。采用双端泵浦直线腔方式，使用国产掺镱D型内包层光纤获得了534W的光纤激光输出，效率效率为80%。 第五章对大模场面积光纤进行了理论和实验研究。指出了单模光纤在高功率方面的局限性。理论计算了增加纤芯面积和包层面积给激光器带来的影响。采用外腔法对粗芯光纤模式控制进行了实验研究，获得了较好的结果。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15468]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 薛冬. 高功率掺镱双包层光纤激光器关键技术研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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