雙包層光纖激光器吸收效率的研究.pdf

1、雙包層光纖(DCF：DoubleCladdingFiber)激光器采用包層泵浦方式，有效解決了常規(guī)單模光纖激光器中，大功率泵浦光無法耦合進單模摻雜纖芯的問題，成為現(xiàn)在光纖領域研究的一個熱點，其中分析不同內(nèi)包層結構對泵浦光吸收效率的影響是這一研究的重點及難點之一。 文章首先運用射線理論分析階躍折射率分布DCF對泵浦光功率的吸收情況。分析圓形內(nèi)包層、纖芯為對稱和偏心兩種情況，以及非圓形內(nèi)包層情況下，DCF的吸收效率與內(nèi)包層半徑、摻雜

2、纖芯半徑及其在內(nèi)包層所處位置的關系。 基于波動理論的分析方法，結合模式的焦散面概念，文章推導了階躍折射率DCF的泵浦光吸收效率公式，其結果與射線法的結果基本一致，但是更為精確。在此基礎上，文章運用WKBJ(Wenzel-Kramero-Brillouin-Jeffreys)分析法，分析漸變型內(nèi)包層折射率DCF的吸收效率，其結論對實際工程中光纖激光器吸收效率的計算具有參考作用。 由于以上分析方法在分析彎曲結構DCF的吸收效

3、率時存在局限性，文章根據(jù)耦合模理論，結合彎曲光纖的等效折射率關系，提出一種新的計算彎曲結構DCF吸收效率的方法。這種方法將彎曲結構DCF的內(nèi)包層作為多模光纖(MMF：Multi-ModeFiber)的纖芯，其傳導模分為能夠直接被纖芯吸收和不能直接被纖芯吸收兩類。不能直接被纖芯吸收的模式通過耦合作用轉換為能夠被纖芯直接吸收的模式，通過計算某段長度內(nèi)這種轉換功率與能夠被纖芯直接吸收的模式功率的總和，乘以摻雜纖芯的吸收系數(shù)，就得到這段長度內(nèi)能