摻銩光纖激光器及相干合束方案研究.pdf

1、石英基摻銩光纖激光器發(fā)射譜覆蓋1.5～2.2微米波段，其中含有兩個大氣窗口和一個強水吸收峰，由于其波段位于眼安全區(qū)，因此，在激光醫(yī)療、遙感探測、激光雷達、軍事等方面具有廣泛的應用前景，目前輸出功率正從百瓦級向千瓦級邁進，成為近來激光領域里的一個研究熱點。 目前關于摻銩光纖激光器的研究大都采用實驗研究的方法，而建立數學模型對深入研究摻銩光纖激光器的性能優(yōu)化激光器設計具有重要的意義。本論文主要圍繞摻銩雙包層光纖激光器及相干合束進行深

2、入的理論研究工作。一方面從激光器理論建模入手研究激光器的相應參數對激光器性能的影響，得到的結論對摻銩激光器的設計奠定了基礎。另一方面從理論上研究了相干合束的有效方案，利用多芯雙包層光纖、全光纖邁克爾干涉腔實現相干合束方案進行了深入研究，得到了一系列的結果，為構建高功率、高光束質量輸出的摻銩激光器提供參考。 本論文的研究內容及創(chuàng)新點主要包括以下幾個方面： 1.研究了摻銩離子的能級結構，對摻銩光纖激光器的三種泵浦方案進行了論

3、述，在研究每種泵浦方案的速率方程的基礎之上對常用泵浦方案3H6→3H4進行理論推導得出了激光器中處于激發(fā)態(tài)與基態(tài)上銩離子數滿足的方程。 2.在研究泵浦方案基礎之上對790nm前向泵浦3H6→3H4方案進行了編程仿真，得到了泵浦功率、光纖長度、摻雜濃度、損耗等因素對激光器性能的影響規(guī)律。 3.利用衍射理論得到了多芯雙包層光纖激光器的遠場相干光光強理論模型，在此基礎之上進行了計算機仿真模擬，分析了纖芯數目、相鄰纖芯軸間距離、