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激光腔及泵浦反射系数对双包层泵浦光纤激光器影响的分析

作　者: 史明泉
导　师: 宁提纲
学　校: 北京交通大学
专　业: 光通信与移动通信
关键词: 双包层泵浦光纤激光器 反射系数 最佳长度 斜率效率
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


双包层光纤激光器目前可谓是光纤激光器家族的佼佼者，它使用包层泵浦技术使光纤激光器摆脱了小功率器件的地位，把输出光束的大功率、高质量，和光纤激光器的一切优点集于一身，又因其在光通信、航空航天、精密机械加工等诸多领域得到广泛应用，所以不断受到人们的关注。本文的研究目的是：通过对双包层光纤激光器模型的仿真，寻找出为进一步改进双包层泵浦光纤激光器性能的切实可行的措施。分析了双包层泵浦光纤激光器的结构、特点以及耦合方式，同时对国内外光纤激光器领域内的研究现状和发展方向进行了综述。以三能级系统为例，分析了双包层光纤激光器的理论模型和理论计算方法；最后补充了带泵浦反射的包层泵浦光纤激光器理论模型。根据光纤激光器的三能级系统的速率方程，对双包层泵浦光纤激光器模型进行了仿真，分别研究了输入端反射系数R1、输出端反射系数R2和泵浦反射系数R3对双包层泵浦光纤激光器性能的影响。本文得出的结论：采用大的输入端反射系数R1能够缩短光纤激光器的最佳长度；能够提高光纤激光器的输出功率，但是幅度很小，同时，也可以小幅度的提高光纤激光器的斜率效率。综上所述，采用大的输入端反射系数R1主要是为了缩短光纤激光器的最佳长度，但是对其他性能没有反作用，从而可以提高光纤激光器的性能。采用小的输出端反射系数R2能够得到较大的输出功率和斜率效率，但同时也使得光纤激光器的最佳长度变大了。因此，一般情况下，为了达到更大的激光输出，包层泵浦光纤激光器输出端优化的反射系数很小。采用泵浦反射镜可以提高泵浦光的利用率，从而提高效率；提高了包层泵浦光纤激光器的输出光功率；同时也降低了包层泵浦光纤激光器的最佳长度；提高了光纤激光器的斜率效率。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-22
  1.1 双包层泵浦光纤激光器的基本结构及特点  10-12
    1.1.1 双包层泵浦光纤激光器的基本结构  10-12
    1.1.2 双包层泵浦光纤激光器的特点  12
  1.2 双包层泵浦光纤激光器中泵浦光的耦合技术  12-16
    1.2.1 端面耦合技术  13
    1.2.2 侧面V形槽技术  13-14
    1.2.3 树叉型光纤耦合技术  14-15
    1.2.4 微型棱镜耦合技术  15-16
  1.3 双包层泵浦光纤激光器的国内外研究现状  16-18
    1.3.1 国外研究现状  16-17
    1.3.2 国内研究现状  17-18
  1.4 双包层泵浦光纤激光器的应用  18-20
  1.5 本课题的工作意义  20
  1.6 论文工作的主要内容  20-22
2 光纤激光器的基本概念  22-30
  2.1 泵浦和光增益  22-24
  2.2 腔型设计  24-26
  2.3 激光器阈值和输出功率  26-29
  2.4 本章小结  29-30
3 双包层泵浦光纤激光器的理论模型  30-41
  3.1 光纤激光器速率方程  30-32
  3.2 双包层泵浦光纤激光器的理论计算方法  32-39
    3.2.1 光纤激光器模型的数值计算过程  32-35
    3.2.2 双包层泵浦光纤激光器在近似条件下的解析解  35-39
  3.3 带泵浦反射的包层泵浦光纤激光器理论模型  39-40
  3.4 本章小结  40-41
4 输入端及输出端反射系数对双包层泵浦激光器性能的影响  41-51
  4.1 引言  41
  4.2 输出端及输入端反射系数对光纤最佳长度的影响  41-44
  4.3 输入端及输出端反射系数对输出功率的影响  44-47
  4.4 输入端及输出端反射系数对斜率效率的影响  47-50
  4.5 本章小结  50-51
5 泵浦反射系数对包层泵浦光纤激光器性能的影响  51-54
  5.1 泵浦反射系数对泵浦光利用率的影响  51-52
  5.2 泵浦反射系数对输出功率及光纤最佳长度的影响  52
  5.3 泵浦反射系数对斜率效率的影响  52-53
  5.4 本章小结  53-54
6 结论  54-56
  6.1 论文的主要结论  54
  6.2 进一步研究的建议  54-56
参考文献  56-59
作者简历  59-61
学位论文数据集  61

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光器
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