弱拉錐型大功率泵浦-信號合束器研究.pdf

1、采用光纖熔融拉錐工藝的泵浦/信號合束器（TFB合束器）作為全光纖結(jié)構(gòu)激光器的關(guān)鍵器件之一，被廣泛應用于高功率全光纖激光器中。為進一步提高主振蕩功率放大結(jié)構(gòu)(MOPA結(jié)構(gòu))光纖激光器的輸出功率，本文提出一種新型的泵浦/信號合束器——弱拉錐合束器，進一步降低了信號光的插損，減少了合束器內(nèi)部的溫升，可以用于對千瓦級信號光的再次放大。本文主要工作如下：
　?。ㄒ唬┗跇肆磕Ｊ嚼碚摚⒘擞嬎愫鲜餍盘柟獠鍝p的通用模型，辨析了模場直徑法和模

2、式交疊積分法在計算熔點插損上的差異，給出了各自的應用范圍，最后指出計算合束器信號光插損應采用模式交疊積分法。
　　（二）研究了傳統(tǒng)合束器的插損和溫升。首先，通過數(shù)值模擬計算了國產(chǎn)某型號20/400合束器的插損，提出了包層光纖芯回流模型，然后設(shè)計實驗測試了合束器的實際信號光插損和光束質(zhì)量變化。其次，對該型號合束器進行了溫升分析，得出包層光是導致合束器內(nèi)部溫升的重要因素，并據(jù)此提出了合束器溫升抑制方法。最后，測試了注入信號光在合束器內(nèi)

3、部的溫升率。結(jié)果表明，該型號20/400合束器因為信號光插損過大，且信號光導致的合束器內(nèi)部溫升率過高，不適用于少模千瓦級信號光的再次放大。
　　（三）對弱拉錐合束器的設(shè)計和溫升特性展開研究。首先提出弱拉錐合束器的理念，設(shè)計了弱拉錐合束器；其次結(jié)合數(shù)值分析，對拉錐區(qū)長度與輸出光纖的數(shù)值孔徑進行優(yōu)化；最后設(shè)計實驗，測試了注入信號光在弱拉錐合束器內(nèi)部的溫升率。測試結(jié)果表明，弱拉錐合束器的內(nèi)部溫升率和插入損耗相比傳統(tǒng)合束器有大幅度降低，可