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双包层掺镱光纤激光器及固体激光器弛豫振荡特性研究

作　者: 陈默
导　师: 李师群
学　校: 清华大学
专　业: 光学
关键词: 双包层泵浦光纤激光器 Yb掺杂固体激光器弛豫振荡 PD反馈
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

光纤激光器是固体激光器中重要的一类。双包层泵浦掺镱光纤激光器具有结构紧凑、散热条件简单、泵浦范围宽、高效率、高功率、寿命长等优点，在光通讯、工业加工、医疗、激光印刷打标等领域有着广泛的应用。双包层泵浦光纤激光器的大功率输出、调Q、锁模、调谐、非线性光学现象等理论和实验研究都取得了长足进展，成为国际上的热点研究领域。我们建立了本实验室第一台光纤激光器。用中心波长976nm、最大连续输出功率为2.03W的LD泵浦源，通过成像耦合系统，单端直腔式泵浦纤芯掺杂浓度为0.65mol%、内包层截面形状为D形、长度为15米的双包层掺镱石英光纤，实现了中心波长1130nm、最大功率为130.7mw的连续激光输出，光纤激光器的光－光效率为42.0%，斜效率达到63.4%。我们用光谱仪测量了激光光谱特性，实验研究了腔损耗及阈值和激射波长的关系，即损耗越大阈值越高，激射波长越短。我们使用示波器观察并记录了双包层掺镱光纤激光器的弛豫振荡现象，得到弛豫振荡频率为20.0kHz。另一方面的工作是对固体激光器的弛豫振荡的理论研究。我们用速率方程小信号近似方法对泵浦带有弛豫振荡的固体激光器的弛豫振荡的特性进行了系统的理论研究，发现实际光子数的起伏同时具有自身固有的弛豫振荡频率和泵浦光的弛豫振荡频率两种分量。当两者的频率相近时，会呈现出共振加强现象。特别是当两个弛豫振荡的衰减率也相等的时候，共振现象极为强烈。从理论上我们证明了采用光电PD反馈可以有效地综合抑制多成份弛豫振荡。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章引言  7-17
  1．1 固体激光器发展综述  7-9
  1．2 光纤激光器发展综述  9-10
  1．3 高功率双包层泵浦光纤激光器发展综述  10-14
  1．4 固体激光器弛豫振荡问题发展综述  14-17
第二章双包层掺镱光纤激光器实验研究  17-37
  2．1 双包层掺镱光纤的性质  17-19
  2．2 实验装置  19-24
    2．2．1 泵浦源的选择  21-22
    2．2．2 成像耦合系统  22-23
    2．2．3 谐振腔  23
    2．2．4 测量装置  23-24
  2．3 实验结果和分析  24-37
    2．3．1 激光光谱特性  24-29
    2．3．2 不同透射率输出耦合镜的激光输出特性  29-32
    2．3．3 掺镱光纤激光器的弛豫振荡特性  32-35
    2．3．4 实验中的一些现象和问题的讨论  35-37
第三章泵浦带有弛豫振荡的固体激光器的弛豫振荡特性研究  37-50
  3．1 连续泵浦固体激光器中的弛豫振荡动力学  37-39
  3．2 泵浦带有弛豫振荡的固体激光器中的弛豫振荡动力学  39-46
    3．2．1 速率方程和小信号近似解析解  39-42
    3．2．2 泵浦中的弛豫振荡对被泵浦固体激光器弛豫振荡的影响  42-46
  3．3 采用光电负反馈综合抑制多成份弛豫振荡的理论模拟  46-50
结论  50-52
参考文献  52-56
致谢  56-57
本人简历  57
攻读硕士学位期间发表的学术论文  57

双包层掺镱光纤激光器及固体激光器弛豫振荡特性研究

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