包層泵浦摻Tm3+光纖激光器及放大器的研究.pdf

1、隨著包層泵浦技術(shù)以及大功率多模半導(dǎo)體激光器工藝的快速發(fā)展與完善，光纖激光器及光纖放大器獲得了前所未有的發(fā)展。近年來(lái)，2μm激光光源在軍事、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域顯示出越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面對(duì)2μm雙包層摻Tm3+光纖激光器及放大器進(jìn)行了研究。
　　理論上，分析了Tm3+在氟化物、石英兩種光纖基質(zhì)中的光譜特性。從光纖激光器的速率方程和傳輸方程出發(fā)，結(jié)合交叉弛豫過(guò)程，數(shù)值模擬了后腔鏡反射率，光纖摻雜濃度以及光纖長(zhǎng)度等

2、參數(shù)對(duì)光纖激光器輸出特性的影響，分析了光纖摻雜濃度，光纖傳輸本征損耗等因素與激光器輸出波長(zhǎng)的關(guān)系。根據(jù)雙包層摻Tm3+光纖放大器簡(jiǎn)化的穩(wěn)態(tài)理論模型，通過(guò)數(shù)值模擬，分析了正向泵浦和反向泵浦兩種方式下，光纖長(zhǎng)度、光纖摻雜濃度、泵浦功率對(duì)放大器輸出特性的影響以及最佳光纖長(zhǎng)度與泵浦功率之間的關(guān)系。
　　實(shí)驗(yàn)上，進(jìn)行了LD包層泵浦摻Tm3+光纖激光器的實(shí)驗(yàn)，獲得了11.7W的2μm連續(xù)激光輸出，斜率效率達(dá)到53.8％。采用主振蕩功率放大技術(shù)

3、開展了摻Tm3+光纖放大器對(duì)信號(hào)光1988nm和2050nm放大實(shí)驗(yàn)。在1988nm波長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)3W的連續(xù)放大輸出，增益10dB；比較了不同長(zhǎng)度光纖對(duì)脈沖1988nm種子信號(hào)光的放大效果，2.9m光纖放大效果最佳；在2050nm波長(zhǎng)處，重復(fù)頻率在10kHz時(shí)，獲得平均功率最高2.88W，脈沖寬度80ns，峰值功率3.6kW的脈沖放大輸出。
　　最后，采用耦合波理論對(duì)單模均勻分布光纖光柵和多模光纖光柵進(jìn)行了定性分析。對(duì)于以光纖光柵作