高功率鉺鐿共摻光纖激光和超熒光輸出的理論和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、利用摻雜稀土元素的光纖研制成的光纖激光器被認(rèn)為是激光領(lǐng)域的新興技術(shù)。包層泵浦高功率光纖激光器因其一系列傳統(tǒng)氣體和固體激光器所無(wú)法比擬的優(yōu)越性能正越來(lái)越受到重視。高功率鉺鐿共摻光纖激光光源的輸出波長(zhǎng)在1.5μm波段，該波段位于第三通信窗口，且屬于人眼安全波段，在光纖通信、衛(wèi)星遙感、光纖傳感、國(guó)防軍工等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。本論文主要從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面研究了高功率鉺鐿共摻光纖激光和超熒光光源的輸出特性。
　　1、利用的975 nm的

2、高功率半導(dǎo)體激光器作為泵浦源，對(duì)鉺鐿共摻增益光纖進(jìn)行雙端泵浦。光纖兩端均垂直切割，諧振腔的有效反饋由光纖端面～3.6％的菲涅爾反射提供。當(dāng)耦合進(jìn)入光纖的泵浦功率為209 W時(shí)，在1.5μm波段獲得了最高77 W的激光輸出，斜率效率達(dá)到～37％。該輸出功率目前處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
　　2、在高功率鉺鐿共摻光纖激光器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)光纖一端面進(jìn)行小角度拋光處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了寬帶超熒光輸出。實(shí)驗(yàn)裝置沒(méi)有采用種子源或高反鏡，超熒光光源在1.5

3、μm波段寬帶單端輸出功率達(dá)到16.1 W，比之前已經(jīng)報(bào)道的最高功率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。輸出光譜從～1531nm覆蓋到1568.5 nm，帶寬～17 nm，斜率效率30.7％。
　　3、從理論上研究了鉺鐿共摻光纖激光系統(tǒng)的溫度效應(yīng)。建立了一個(gè)柱對(duì)稱(chēng)的三層的模型，描述光纖在一定的環(huán)境溫度下、自然空氣對(duì)流冷卻情況下的溫度分布。導(dǎo)致光纖溫度升高的因素考慮了量子虧損熱和吸收自發(fā)輻射產(chǎn)生的熱。熱傳遞機(jī)制考慮了纖芯與包層之間的熱傳導(dǎo)、光纖與空氣界