基于相移光纖光柵的摻鉺光纖激光器研究.pdf

1、隨著激光技術的不斷發(fā)展，摻鉺光纖激光器憑借其增益窗口寬、插入損耗小等優(yōu)點獲得了人們廣泛的關注，目前已在光通信、光傳感、激光加工、精密干涉測量、全息照相等許多領域獲得了重要的應用。
　　本文提出了一種新型的摻鉺光纖激光器，采用環(huán)形腔結構，利用一個均勻光纖布拉格光柵和一個相移光纖光柵組成濾波器，通過精心設計兩個光柵的傳輸特性參數(shù)來實現(xiàn)高性能激光的輸出。完成的主要工作如下：
　　(1)對摻鉺光纖激光器進行了詳細的理論分析，討論了粒

2、子的三種基本躍遷過程，分析了粒子數(shù)反轉的條件；介紹了鉺離子的能級系統(tǒng)，并在三能級系統(tǒng)的基礎上寫出了摻鉺光纖的增益特性公式，分析了受激吸收截面和受激輻射截面，簡要介紹了譜線加寬的概念和機理；基于環(huán)形腔的設計結構分析了環(huán)形腔的特性和優(yōu)點，簡要介紹了模式選擇理論和方法，詳細推導了行波速率方程，為仿真模型的建立提供了理論支持。
　　(2)分別利用耦合模理論和傳輸矩陣理論對均勻光纖光柵和相移光纖光柵的傳輸特性進行分析，并研究了不同光柵參數(shù)對

3、光柵光譜特性的影響；分析了由均勻光纖光柵和相移光纖光柵組合而成的濾波器，得出了其透射譜，并利用切趾光柵改善了濾波器的傳輸特性。
　　(3)建立了系統(tǒng)的時域模型和頻域模型，通過設定不同的參數(shù)對系統(tǒng)進行仿真，得出了激光的波長、功率、線寬以及激光器的效率等輸出參數(shù)，并討論了不同的摻鉺光纖長度、泵浦功率和耦合器輸出分光比對激光器輸出的影響，提出了優(yōu)化建議。
　　通過以上工作得出了合理的結論，對于實際研究制作光纖激光器有很好的指導意義