光纖激光器陣列同步過(guò)程研究.pdf

1、與傳統(tǒng)激光器相比,光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、散熱效果好、轉(zhuǎn)換效率高、低閾值等優(yōu)點(diǎn),因此近年來(lái)受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛重視。但是一般來(lái)說(shuō)光纖激光器的輸出功率要比半導(dǎo)體激光器低得多。所以如何提高光纖激光器的輸出功率就成了目前研究的一個(gè)重要課題。而光束合成技術(shù)作為一種可以提高光纖激光器輸出功率的重要途徑也便成了光電子技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 從合成的原理上講,光束合成可分為非相干合成和相干合成兩種。光纖激光器的非相干合成就是簡(jiǎn)單的將多路光纖

2、激光通過(guò)一些光學(xué)元件組合為一束,由于各路光纖激光之間沒(méi)有相位上的關(guān)系,所以得到的合成光束是非相干的。這種合成技術(shù)雖然可以使總的激光功率提高,但光束質(zhì)量相對(duì)于單個(gè)光纖激光來(lái)說(shuō)卻下降了很多；而光纖激光器的相干合成是在精確控制各路激光相位的基礎(chǔ)上對(duì)光束的一種相干合成,各路光纖激光間有嚴(yán)格的相位上的關(guān)系,得到的合成光束是相干的。因此可以在得到高功率輸出光束的同時(shí)保證輸出激光的光束質(zhì)量,并且具有光束的光譜、相位、偏振等特性可控的優(yōu)點(diǎn)。從理論上來(lái)講

3、,對(duì)N束功率相同的激光進(jìn)行非相干疊加,則目標(biāo)上的光強(qiáng)增加至N倍；而如果進(jìn)行相干合成,則目標(biāo)上光場(chǎng)的振幅增至N倍,光強(qiáng)增至N2倍,更具有優(yōu)勢(shì)。因此光纖激光器的相干合成技術(shù)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。而對(duì)于自組織型光纖激光器相干合成原理的研究有助于更好地研究光纖激光器的相干合成技術(shù),以便將其用于提高光纖激光器的輸出功率,這將具有非常重要的意義。 本文采用數(shù)值模擬分析的方法著重研究光纖激光器陣列的泵浦功率、耦合長(zhǎng)度、增益等參

4、數(shù)對(duì)同步現(xiàn)象的影響。并根據(jù)研究結(jié)果,對(duì)光纖激光器陣列的輸出光強(qiáng)進(jìn)行優(yōu)化。主要內(nèi)容包括： 1. 介紹光纖激光器相干合成技術(shù)的基本概念、應(yīng)用,全光纖激光相干合成的分類、發(fā)展以及最新階段的研究成果。 2.較全面的介紹了利用多腔諧振腔理論和環(huán)形場(chǎng)理論來(lái)推導(dǎo)光纖激光器陣列的光譜響應(yīng)函數(shù)的推導(dǎo)過(guò)程,較為深入的介紹了光纖的耦合模理論。并給出分析光纖激光器陣列動(dòng)態(tài)特性的理論基礎(chǔ)。 3.利用非線性耦合迭代法,微擾理論和線性變換方法