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2μm掺铥双包层光纤激光器研究

作　者: 李尧
导　师: 杨振宇
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 双包层光纤激光器掺铥光纤耦合系统吸收系数中心波长光纤布拉格光栅
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

掺铥双包层光纤激光器采用包层泵浦技术对Tm³⁺掺杂增益光纤进行抽运,能够实现大功率的2μm波段的激光输出,因而受到广泛关注。2μm波段处于人眼安全波段,在工业、军事以及医疗方面有重要的应用,还可以作为3⁵μm激光器的泵浦光。因此2μm掺铥双包层激光器具有极高的研究价值。本文首先从铥离子能级结构的研究出发,分析了³H₆→³H₄泵浦方式下激光产生的具体过程,对其进行了深入的数值分析,得到了增益光纤中前后向泵浦光、信号光的传输分布,并且计算了理论上光纤的最佳长度。而后对激光器的耦合系统进行了设计,得到了透镜组的一个合适比例。在这些理论研究基础上,我们确定了实验方案和相关关键器件,包括泵浦源、非球面透镜组、双色镜等,搭建了光纤测试平台以及掺铥双包层光纤激光器平台,完成了光纤吸收系数的测量,通过实验决定了最佳光纤长度,对不同光纤长度下的输出激光进行了斜率效率的对比,并且最终获得了中心波长为1909nm,激光线宽为10nm,最大功率为7.4W的连续激光输出,阈值为2.5W,斜率效率为35.8%。最后对实验方案进行了改进,在光纤上刻入布拉格光栅加强谐振腔的效果并起到选频的作用,为今后的实验提出了一些改进方案。

2μm掺铥双包层光纤激光器研究

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