摻釹大模場雙包層光子晶體光纖激光器的特性研究.pdf

1、釹離子(Nd3+)是最早用于激光器的三價稀土離子，可采用激光二極管(LD)泵浦，已在上百種不同基質(zhì)材料中獲得了受激發(fā)射，在軍事、工業(yè)、生物、醫(yī)療和科學(xué)研究等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。摻Nd3+光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、抗干擾性好、光束質(zhì)量高等優(yōu)勢，一直是科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點之一。目前，普通單模摻Nd3+光纖激光器的輸出功率大多在毫瓦量級。普通雙包層摻Nd3+光纖激光器雖然可以實現(xiàn)高功率激光輸出，但容易產(chǎn)生多模運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致光束質(zhì)量下降。這種缺陷

2、可以在光子晶體光纖中通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計予以消除，同時發(fā)揮大模場面積、無截止單模特性兩方面的優(yōu)勢。本文基于摻Nd3+大模場雙包層保偏光子晶體光纖，研究獲得1.06μm波段高功率、高光束質(zhì)量連續(xù)波激光以及高能量鎖模脈沖激光的方法和途徑。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了摻Nd3+大模場雙包層保偏光子晶體光纖的光譜特性，并根據(jù)光纖包層中的空氣孔的大小及周期間隔等參數(shù)，分析了摻Nd3+光子晶體光纖的模式特性、色散特性、偏振特性、非線性效應(yīng)

3、和損耗特性，為激光器設(shè)計提供了依據(jù)和指導(dǎo)。⑵研究了LD抽運摻Nd3+大模場雙包層保偏光子晶體光纖的連續(xù)波激光特性，最大輸出功率為5.95W，光束質(zhì)量M2因子小于1.30，偏振串音為-7.9dB，這表明摻Nd3+大模場雙包層保偏光子晶體光纖具有良好的單模傳輸特性和保偏特性，有利于激光器實現(xiàn)高功率高光束質(zhì)量的激光輸出。⑶基于全正色散腔，研究了摻Nd3+大模場雙包層保偏光子晶體光纖的鎖模激光特性。采用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡（SESAM）鎖模元件，