增益引導(dǎo)—折射率反導(dǎo)引大模場(chǎng)光纖的設(shè)計(jì)、模擬及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、作為一種新結(jié)構(gòu)光纖，增益導(dǎo)引-折射率反導(dǎo)引(GG-IAG)大模場(chǎng)光纖以其大芯徑、單模激光輸出的特點(diǎn)，為當(dāng)前高功率光纖激光器出現(xiàn)的瓶頸問(wèn)題提出了新的解決方案。本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面對(duì)這種新光纖的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，理論上，分析了該光纖增益導(dǎo)引-折射率反導(dǎo)引的特點(diǎn)，對(duì)其泵浦方式和耦合特性進(jìn)行了詳細(xì)的討論，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)上對(duì)光纖的制作工藝進(jìn)行了探索，為GG-IAG大模場(chǎng)光纖的設(shè)計(jì)、制作及應(yīng)用提供了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　理論方面

2、，首先對(duì)GG-IAG大模場(chǎng)光纖的泵浦方式進(jìn)行了分析，包括單端泵浦、雙端泵浦和側(cè)面泵浦，為激光平臺(tái)的搭建提供了理論指導(dǎo)。通過(guò)分析三種泵浦方式各自的特性和優(yōu)劣，確定了側(cè)面泵浦方式更適合GG-IAG光纖激光器。其次，提出了適用于GG-IAG光纖的廣義模式耦合理論，并運(yùn)用該理論模擬了任意兩種光纖之間的耦合特性，發(fā)現(xiàn)了諸多新穎的現(xiàn)象，如通過(guò)控制芯徑-包層復(fù)折射率差的實(shí)部，可以使光從GG-IAG光纖注入到折射率導(dǎo)引(IG)光纖或從IG光纖注入到GG

3、-IAG光纖中。這些特性為GG-IAG光纖應(yīng)用于激光泵浦、相干組束和光纖耦合提供了相應(yīng)的理論支持，為未來(lái)GG-IAG光纖耦合技術(shù)提供了理論指導(dǎo)。
　　實(shí)驗(yàn)方面，首先設(shè)計(jì)制備了較高純度、較低損耗玻璃基質(zhì)材料和摻鐿玻璃材料。對(duì)其中制備工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的探討，并測(cè)試了玻璃的相關(guān)特性，如芯玻璃吸收和發(fā)射截面積，玻璃密度等，同時(shí)研究了吸收和發(fā)射截面積與摻雜濃度之間的關(guān)系。其次，研究了摻鐿GG-IAG光纖的制作工藝，包括光纖預(yù)制棒、光纖端面