雙程及多程脈沖光纖放大系統(tǒng)的建模及仿真研究.pdf

1、近年來(lái)，高功率脈沖激光在工業(yè)加工、光纖傳感、科研軍事等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，是光電子領(lǐng)域較前沿的方向之一，并日益成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。由于單程級(jí)聯(lián)光纖脈沖放大系統(tǒng)存在大量的自發(fā)輻射噪聲等問(wèn)題，因而雙程及多程脈沖放大器引起了廣泛的關(guān)注。
　　本文針對(duì)目前雙程及多程脈沖放大器理論研究的不足，從脈沖放大的基本原理出發(fā)，基于粒子動(dòng)態(tài)速率方程和功率傳輸方程,建立雙程及多程脈沖放大理論模型，并采用四階龍格-庫(kù)塔法和有限差分法求解雙程及多程脈沖放大理論

2、模型的動(dòng)態(tài)輸出特性，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)該理論模型進(jìn)行仿真研究，最后將得到的仿真結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化該放大系統(tǒng)。主要研究成果如下：
　　1.基于經(jīng)典光纖放大器模型的基礎(chǔ)理論，從動(dòng)態(tài)粒子速率方程組和功率傳輸方程組入手，考慮前向泵浦方式，并結(jié)合脈沖放大器的邊界條件，建立了雙程及多程脈沖放大理論模型。
　　2.運(yùn)用四階龍格-庫(kù)塔法和有限差分法，研究雙程及多程脈沖放大器的動(dòng)態(tài)輸出特性，得到了雙程及多程脈沖放大器的輸出增益、輸出功率、輸出能量的

3、表達(dá)式。同時(shí)也得到了雙程及多程脈沖放大器的最佳光纖長(zhǎng)度、泵浦功率閾值等重要參數(shù)。
　　3.基于所建立的雙程及多程脈沖放大器理論模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)該理論模型進(jìn)行仿真，得到摻雜濃度與增益之間的關(guān)系，光纖長(zhǎng)度與增益之間的關(guān)系，泵浦功率與增益之間的關(guān)系，輸入信號(hào)光功率與增益之間的關(guān)系，輸入信號(hào)光重復(fù)頻率與增益之間的關(guān)系。
　　全文最后將多程脈沖放大與雙程脈沖放大進(jìn)行對(duì)比，證實(shí)了多程脈沖放大在低重復(fù)頻率脈沖放大領(lǐng)域具有優(yōu)越性。研究