增益引導—折射率反導引大模場光纖的設計、模擬及實驗研究.pdf

1、作為一種新結(jié)構(gòu)光纖，增益導引-折射率反導引(GG-IAG)大模場光纖以其大芯徑、單模激光輸出的特點，為當前高功率光纖激光器出現(xiàn)的瓶頸問題提出了新的解決方案。本論文從理論和實驗兩方面對這種新光纖的結(jié)構(gòu)與性能進行了深入細致的研究，理論上，分析了該光纖增益導引-折射率反導引的特點，對其泵浦方式和耦合特性進行了詳細的討論，同時在實驗上對光纖的制作工藝進行了探索，為GG-IAG大模場光纖的設計、制作及應用提供了理論與實驗基礎。
　　理論方面

2、，首先對GG-IAG大模場光纖的泵浦方式進行了分析，包括單端泵浦、雙端泵浦和側(cè)面泵浦，為激光平臺的搭建提供了理論指導。通過分析三種泵浦方式各自的特性和優(yōu)劣，確定了側(cè)面泵浦方式更適合GG-IAG光纖激光器。其次，提出了適用于GG-IAG光纖的廣義模式耦合理論，并運用該理論模擬了任意兩種光纖之間的耦合特性，發(fā)現(xiàn)了諸多新穎的現(xiàn)象，如通過控制芯徑-包層復折射率差的實部，可以使光從GG-IAG光纖注入到折射率導引(IG)光纖或從IG光纖注入到GG

3、-IAG光纖中。這些特性為GG-IAG光纖應用于激光泵浦、相干組束和光纖耦合提供了相應的理論支持，為未來GG-IAG光纖耦合技術提供了理論指導。
　　實驗方面，首先設計制備了較高純度、較低損耗玻璃基質(zhì)材料和摻鐿玻璃材料。對其中制備工藝環(huán)節(jié)進行了詳細的探討，并測試了玻璃的相關特性，如芯玻璃吸收和發(fā)射截面積，玻璃密度等，同時研究了吸收和發(fā)射截面積與摻雜濃度之間的關系。其次，研究了摻鐿GG-IAG光纖的制作工藝，包括光纖預制棒、光纖端面