摻鐿雙包層光纖激光器、放大器的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文圍繞摻鐿雙包層光纖激光器、光纖放大器展開(kāi)了深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究,具體內(nèi)容如下:
　　 介紹了鐿元素的能級(jí)、吸收譜、發(fā)射譜,回顧了光纖激光器、光纖放大器的發(fā)展歷史。
　　 理論上,通過(guò)用精確的4階龍格庫(kù)塔法,并結(jié)合高效的打靶法求解光纖激光器穩(wěn)態(tài)方程組,得到了光纖激光器穩(wěn)態(tài)時(shí)的輸出,而且計(jì)算了不同泵浦光下光纖長(zhǎng)度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、不同摻雜濃度下的光纖長(zhǎng)度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、光纖內(nèi)功率分布、上能級(jí)粒子分布、不同損耗系數(shù)下光

2、纖長(zhǎng)度與輸出光強(qiáng)的關(guān)系、不同情況下閾值隨光纖長(zhǎng)度的變化、腔鏡反射率與輸出功率的關(guān)系。以上結(jié)果對(duì)于光纖激光器的優(yōu)化具有指導(dǎo)性的意義。
　　 從放大連續(xù)光的光纖放大器方程組出發(fā),通過(guò)2階龍格庫(kù)塔法、弛豫法進(jìn)行討論,計(jì)算了單向連續(xù)光泵浦條件下信號(hào)光從不同方向注入以及沒(méi)有信號(hào)光時(shí)的光纖內(nèi)功率分布,計(jì)算了不同信號(hào)光功率下的上能級(jí)粒子分布,計(jì)算了分別從兩個(gè)方向泵浦時(shí)不同泵浦功率下光纖長(zhǎng)度與輸出功率的關(guān)系,還計(jì)算了輸出功率與信號(hào)光功率的變化曲

3、線,又計(jì)算了輸出功率與泵浦光功率的關(guān)系,計(jì)算了分別從兩個(gè)方向泵浦時(shí)不同摻雜濃度下的輸出功率隨光纖長(zhǎng)度的變化曲線。
　　 從放大脈沖光的光纖放大器方程組出發(fā),利用有限差分方法,將種子光分為低頻脈沖和高頻脈沖分別討論,精確地得到了單向連續(xù)光泵浦條件下光纖放大器在低頻方波、高斯脈沖輸入時(shí)的輸出波形,并分別得到放大以上兩種脈沖時(shí)光纖內(nèi)上能級(jí)粒子分布隨時(shí)間的變化,比較了二者的區(qū)別。
　　 并且在光纖放大器放大高頻脈沖的理論方面提出

4、了一種精確、高效的穩(wěn)態(tài)輸出的計(jì)算方法。并討論了光纖長(zhǎng)度與輸出脈沖能量的關(guān)系、泵浦功率與輸出脈沖能量的關(guān)系。
　　 在實(shí)驗(yàn)上設(shè)計(jì)并制作了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的光纖激光器,無(wú)需熔接,使用透鏡將光束聚焦耦合進(jìn)光纖,其中一端僅依靠光纖端面作為反射鏡,另外一端使用對(duì)于紅外波段反射率為97％左右的銀鏡,得到的閾值為1.1W,在泵浦功率15.25W時(shí)獲得波長(zhǎng)1045nm的最大輸出功率9.9W,斜效率70％。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果符合的很好。