高功率摻鐿雙包層光纖激光器SRS效應(yīng)理論研究.pdf

1、高功率光纖激光器在醫(yī)療器械、工業(yè)切割、高能武器等尖端科技領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。輸出功率超過千瓦的光纖激光器多采用摻雜鍺、鐿、鉺、釹等稀土離子的雙包層光纖作為增益介質(zhì)。截止目前，光纖激光器單模最高輸出功率已達(dá)1萬瓦，多模最高輸出功率已超過10萬瓦。
　　光纖激光器輸出功率不斷提高，影響輸出功率繼續(xù)提升的因素也愈發(fā)突顯。光纖內(nèi)部機(jī)械損傷、光纖內(nèi)的溫度以及光纖中的非線性效應(yīng)等都會對光纖激光器的輸出特性產(chǎn)生影響，這嚴(yán)重阻礙了光纖激光器輸出功

2、率的提高。本文對阻止連續(xù)高功率光纖激光器功率提升的最主要原因——光纖中的非線性效應(yīng)，主要是受激拉曼散射效應(yīng)(SRS)進(jìn)行了研究，主要探究了:
　　1.在連續(xù)光的前提下，只考慮一階SRS，在光纖激光器、光纖放大器和傳能光纖中建立了信號光、泵浦光和斯托克斯光共存時的基本動力學(xué)模型。
　　2.使用配點(diǎn)法數(shù)值求解了穩(wěn)態(tài)條件下激光器模型、放大器模型和傳能光纖模型的耦合速率方程組，得到了泵浦光、信號光和斯托克斯光沿光纖的軸向分布規(guī)律，模

3、擬了輸出功率特性。
　　3.用Matlab編寫了仿真計(jì)算程序，設(shè)計(jì)了人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)了自動化仿真。輸出功率仿真值/真實(shí)值大于90％。
　　4.利用編制的軟件探究了不同泵浦條件下，光纖振蕩器、LD直接泵浦放大、MOPA放大和同帶泵浦放大激光器結(jié)構(gòu)中有源光纖參數(shù)(如有源光纖的有效截面、長度、摻雜濃度等)、光源(如信號和泵浦激光波長、泵浦方式等)以及傳能光纖對SRS效應(yīng)的影響。所得的數(shù)據(jù)為高功率光纖放大器和激光器的搭建提供了參考