摻鐿雙包層光纖激光器、放大器的理論和實驗研究.pdf

1、本論文圍繞摻鐿雙包層光纖激光器、光纖放大器展開了深入的理論和實驗研究,具體內(nèi)容如下:
　　 介紹了鐿元素的能級、吸收譜、發(fā)射譜,回顧了光纖激光器、光纖放大器的發(fā)展歷史。
　　 理論上,通過用精確的4階龍格庫塔法,并結(jié)合高效的打靶法求解光纖激光器穩(wěn)態(tài)方程組,得到了光纖激光器穩(wěn)態(tài)時的輸出,而且計算了不同泵浦光下光纖長度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、不同摻雜濃度下的光纖長度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、光纖內(nèi)功率分布、上能級粒子分布、不同損耗系數(shù)下光

2、纖長度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、不同情況下閾值隨光纖長度的變化、腔鏡反射率與輸出功率的關(guān)系。以上結(jié)果對于光纖激光器的優(yōu)化具有指導(dǎo)性的意義。
　　 從放大連續(xù)光的光纖放大器方程組出發(fā),通過2階龍格庫塔法、弛豫法進(jìn)行討論,計算了單向連續(xù)光泵浦條件下信號光從不同方向注入以及沒有信號光時的光纖內(nèi)功率分布,計算了不同信號光功率下的上能級粒子分布,計算了分別從兩個方向泵浦時不同泵浦功率下光纖長度與輸出功率的關(guān)系,還計算了輸出功率與信號光功率的變化曲

3、線,又計算了輸出功率與泵浦光功率的關(guān)系,計算了分別從兩個方向泵浦時不同摻雜濃度下的輸出功率隨光纖長度的變化曲線。
　　 從放大脈沖光的光纖放大器方程組出發(fā),利用有限差分方法,將種子光分為低頻脈沖和高頻脈沖分別討論,精確地得到了單向連續(xù)光泵浦條件下光纖放大器在低頻方波、高斯脈沖輸入時的輸出波形,并分別得到放大以上兩種脈沖時光纖內(nèi)上能級粒子分布隨時間的變化,比較了二者的區(qū)別。
　　 并且在光纖放大器放大高頻脈沖的理論方面提出

4、了一種精確、高效的穩(wěn)態(tài)輸出的計算方法。并討論了光纖長度與輸出脈沖能量的關(guān)系、泵浦功率與輸出脈沖能量的關(guān)系。
　　 在實驗上設(shè)計并制作了一種結(jié)構(gòu)簡單的光纖激光器,無需熔接,使用透鏡將光束聚焦耦合進(jìn)光纖,其中一端僅依靠光纖端面作為反射鏡,另外一端使用對于紅外波段反射率為97％左右的銀鏡,得到的閾值為1.1W,在泵浦功率15.25W時獲得波長1045nm的最大輸出功率9.9W,斜效率70％。實驗結(jié)果與理論結(jié)果符合的很好。