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全光纤调Q脉冲源及光纤放大器系统的研究

作　者: 张蔚青
导　师: 宁继平
学　校: 天津大学
专　业: 光电子技术
关键词: 调Q光纤激光器被动调Q 主动调Q 马赫-泽德干涉仪铒镱共掺双包层光纤放大器全光纤化
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

全光纤化的调Q光纤激光器以其窄脉宽、高能量、结构简单及受环境影响小等优点,在光通讯、工业、医疗、军事等领域有着广泛的应用。本论文主要对全光纤化的主动及被动调Q光纤激光器进行了理论及实验研究。被动调Q光纤激光器目前一般有基于SBS效应的被动调Q和以掺杂光纤作为可饱和吸收体的被动调Q两种。在实验研究中采用了以掺杂光纤作为可饱和吸收体的被动调Q。在泵浦功率99.8mW时,得到了脉冲宽度为6.5us,重复频率55kHz,平均功率17.82mW的输出脉冲信号。对于主动调Q光纤激光器,利用压电陶瓷调节马赫-泽德干涉仪的臂长差来实现主动调Q。实验中自行设计了压电陶瓷的驱动电路,搭建了基于马赫-泽德干涉仪的调Q器件,在调制信号为10kHz,占空比为1:1,峰值为20V的方波信号时,得到了稳定的调Q脉冲输出,脉冲宽度为7us。在泵浦功率为168.1mW时,输出脉冲平均功率为19.03mW,斜率效率为11.97%。对实验中出现的问题进行了分析,并提出了相应的解决方法。依据铒镱共掺双包层光纤放大器的物理机制和理论模型,利用仿真软件对其进行了放大仿真。实验中利用基于马赫-泽德干涉仪的主动调Q源作为信号源,通过铒镱共掺双包层光纤放大器对其进行放大,得到了与仿真较为相符的结果,对放大后的信号与放大前进行了比较和分析。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-20
  1.1 调Q 光纤激光器概述  7-8
  1.2 国内外调Q 光纤激光器的发展  8-15
    1.2.1 马赫-泽德干涉仪型调Q 激光器  8-9
    1.2.2 迈克尔逊干涉仪型调Q 激光器  9-10
    1.2.3 通过调节FBG 实现激光调 Q  10-11
    1.2.4 声光调Q 激光器  11-12
    1.2.5 新型电光陶瓷（PLZT）调Q 激光器  12-13
    1.2.6 基于SBS 的调 Q 光纤激光器  13-14
    1.2.7 以增益光纤作为可饱和吸收体的调Q 激光器  14
    1.2.8 混合式调Q 光纤激光器  14-15
  1.3 铒镱共掺双包层高功率光纤放大器  15-18
    1.3.1 光纤放大器简介  15-16
    1.3.2 铒镱共掺双包层高功率放大器  16-18
  1.4 本文的主要内容  18-20
第二章基于受激布里渊（SBS）的被动调 Q 光纤激光器  20-26
  2.1 基于受激布里渊（SBS）的被动调 Q 原理  20-24
    2.1.1 受激布里渊散射（SBS）的物理机制  20-21
    2.1.2 基于受激布里渊散射（SBS）的被动调 Q 原理  21-23
    2.1.3 基于SBS 的被动调 Q 的影响因素  23-24
  2.2 光纤中的自脉动现象  24-26
第三章主动调 Q 激光器及铒镱共掺双包层光纤放大系统  26-36
  3.1 基于马赫-泽德干涉仪的主动调Q 器件  26-29
    3.1.1 马赫-泽德干涉仪的物理机制  26-27
    3.1.2 压电陶瓷特性及其驱动源的设计  27-29
  3.2 铒镱共掺双包层高功率放大系统  29-36
    3.2.1 铒镱共掺双包层高功率放大系统的数值模型和设计  31-33
    3.2.2 对调Q 脉冲放大的数值模拟  33-36
第四章调 Q 脉冲源及铒镱共掺双包层放大系统实验研究  36-56
  4.1 被动调Q 脉冲源的实验研究  36-41
    4.1.1 被动调Q 脉冲源的设计及实验结果  36-40
    4.1.2 实验结果的分析和研究  40-41
  4.2 主动调Q 脉冲源的实验  41-53
    4.2.1 主动调Q 脉冲源的实验设计和实验结果  41-45
    4.2.2 主动调Q 脉冲源的实验分析  45-52
    4.2.3 主动调Q 脉冲源的实验总结及存在的问题与不足  52-53
  4.3 基于主动调Q 脉冲源的放大系统实验研究  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章工作总结与展望  56-57
参考文献  57-60
发表论文和科研情况  60-61
致谢  61

全光纤调Q脉冲源及光纤放大器系统的研究

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