基于相移光纖光柵的摻鉺光纖激光器研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，摻鉺光纖激光器憑借其增益窗口寬、插入損耗小等優(yōu)點(diǎn)獲得了人們廣泛的關(guān)注，目前已在光通信、光傳感、激光加工、精密干涉測(cè)量、全息照相等許多領(lǐng)域獲得了重要的應(yīng)用。
　　本文提出了一種新型的摻鉺光纖激光器，采用環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，利用一個(gè)均勻光纖布拉格光柵和一個(gè)相移光纖光柵組成濾波器，通過(guò)精心設(shè)計(jì)兩個(gè)光柵的傳輸特性參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能激光的輸出。完成的主要工作如下：
　　(1)對(duì)摻鉺光纖激光器進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，討論了粒

2、子的三種基本躍遷過(guò)程，分析了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的條件；介紹了鉺離子的能級(jí)系統(tǒng)，并在三能級(jí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上寫(xiě)出了摻鉺光纖的增益特性公式，分析了受激吸收截面和受激輻射截面，簡(jiǎn)要介紹了譜線加寬的概念和機(jī)理；基于環(huán)形腔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析了環(huán)形腔的特性和優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹了模式選擇理論和方法，詳細(xì)推導(dǎo)了行波速率方程，為仿真模型的建立提供了理論支持。
　　(2)分別利用耦合模理論和傳輸矩陣?yán)碚搶?duì)均勻光纖光柵和相移光纖光柵的傳輸特性進(jìn)行分析，并研究了不同光柵參數(shù)對(duì)

3、光柵光譜特性的影響；分析了由均勻光纖光柵和相移光纖光柵組合而成的濾波器，得出了其透射譜，并利用切趾光柵改善了濾波器的傳輸特性。
　　(3)建立了系統(tǒng)的時(shí)域模型和頻域模型，通過(guò)設(shè)定不同的參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得出了激光的波長(zhǎng)、功率、線寬以及激光器的效率等輸出參數(shù)，并討論了不同的摻鉺光纖長(zhǎng)度、泵浦功率和耦合器輸出分光比對(duì)激光器輸出的影響，提出了優(yōu)化建議。
　　通過(guò)以上工作得出了合理的結(jié)論，對(duì)于實(shí)際研究制作光纖激光器有很好的指導(dǎo)意義