泵浦方式對雙包層泵浦光纖激光器影響的分析.pdf

1、雙包層光纖激光器以其光束質(zhì)量好，低閾值，全固化，高效率，結(jié)構(gòu)緊湊小巧等優(yōu)點而備受青睞。隨著摻稀土離子單模光纖制造技術(shù)的成熟，光纖激光器越來越受到人們的關(guān)注，并且在光通信，生物工程，醫(yī)學(xué)，以及航空航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 本文的研究目的是：研究雙包層光纖中泵浦光線在雙包層光纖中的軌跡，并對雙包層光纖激光器的理論模型進(jìn)行仿真，尋找出進(jìn)一步提高雙包層泵浦光纖激光器性能的切實可行的措施。 本文具體介紹了包層泵浦技術(shù)產(chǎn)生的背景，雙

2、包層的基本結(jié)構(gòu)和基本原理，以及雙包層光纖激光器的泵浦技術(shù)，并對雙包層泵浦光纖激光器的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行了綜述。 首先，通過解析方法分析雙包層光纖激光器的泵浦問題，研究內(nèi)包層泵浦光在階躍光纖中的傳輸軌跡，推導(dǎo)了傳輸過程中的光線與纖芯中心軸的距離，并推導(dǎo)了對泵浦有貢獻(xiàn)的光線在纖芯中走過的長度，為雙包層光纖的設(shè)計提供了指導(dǎo)。 其次，以四能級系統(tǒng)為例，研究了對雙包層光纖激光器的理論模型和計算方法。根據(jù)光纖激光器的四能級系統(tǒng)的

3、速率方程，對雙包層光纖激光器模型進(jìn)行了仿真，分別研究了在不考慮散射損耗和考慮散射損耗情況下，前向泵浦，后向泵浦，雙向泵浦對激光器輸出功率和斜率效率的影響。 本文得出的結(jié)論是： 1.在不考慮散射損耗的情況下，在前向泵浦方式中，激光輸出功率會隨著激光腔長度增加而增加，但是增加的速率越來越緩慢；而在后向泵浦方式中，激光器輸出功率會隨著激光長度的增加而增加，但是增加的速度越來越快；在雙向泵浦方式中，激光器的輸出功率會隨著激光長度

4、的增加而增加，并且速率也緩慢增加，但是到了輸出端，由于存在反向泵浦功率，激光器的輸出功率迅速增加。 2.在考慮散射損耗的情況下，在前向泵浦方式中，激光器的輸出功率隨著激光長度的增加而增加，但由于存在散射損耗，當(dāng)光纖長度繼續(xù)增加時，輸出功率會明顯減??；同樣，在后向泵浦和雙向泵浦方式中，散射損耗對輸出功率也存在影響。 最后，研究了泵浦功率和散射損耗系數(shù)對輸出功率的影響，得出隨著泵浦功率的增大，最大輸出功率是不斷增加的，并隨著