脈沖型雙包層摻鐿光纖激光器及相關(guān)器件的研究.pdf

1、光纖光柵是利用光纖材料的光敏性，使纖芯折射率發(fā)生周期性改變而形成空間相位光柵的一種光纖光子器件。它具有體積小、波長選擇性好、極化不敏感、帶寬范圍大、易于與光纖系統(tǒng)連接、附加損耗小、器件微型化等優(yōu)點，而且它的諧振波長對溫度、應(yīng)變、折射率、濃度等外界環(huán)境的變化敏感，因此在光纖通信和傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。另一方面，高功率脈沖光纖激光器因其具有高光束質(zhì)量、高轉(zhuǎn)換效率、極好的散熱性、緊湊的結(jié)構(gòu)、極好的抗震性等優(yōu)點也逐漸成為激光器領(lǐng)域的研究熱點

2、，被越來越多地應(yīng)用于精密機(jī)械加工、激光雷達(dá)與武器、激光醫(yī)療和非線性光頻轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。本論文主要內(nèi)容是研究高功率的脈沖光纖激光器并研制與之相關(guān)的各類光纖光柵。本文主要包括四個部分內(nèi)容：基于MOPA結(jié)構(gòu)線偏振脈沖光纖放大器研究、聲光調(diào)Q線偏振光纖激光器研究、光纖光柵研究以及基于少數(shù)模光纖光柵的雙波長光纖激光器研究。
　　 研制了兩種基于MOPA結(jié)構(gòu)的以大模場面積雙包層摻鐿光纖為增益介質(zhì)的高功率線偏振脈沖光纖激光器。一種采用Nd：GdV

3、O4聲光調(diào)Q固體激光器作為種子源，經(jīng)過一級放大，在重復(fù)頻率40kHz、泵浦功率30.4W時，獲得了平均功率20W、偏振抑制比大于14dB的線偏振脈沖激光輸出．種子源的光譜線寬較窄，在光纖中的SBS等非線性效應(yīng)的閾值較小，因此在大功率放大過程中產(chǎn)生了較嚴(yán)重的SBS等非線性效應(yīng)。另一種以全光纖型聲光調(diào)Q光纖激光器為種子源，同樣經(jīng)過一級放大，在34.8W泵浦功率下，最終獲得了平均功率23.5W、偏振抑制比大于10dB的線偏振單模脈沖激光輸出。

4、全光纖型聲光調(diào)Q光纖激光器具有較高功率和較大的光譜寬度，有效地增加SBS等非線性效應(yīng)的閾值，在實驗中沒有觀察到嚴(yán)重的非線性現(xiàn)象。
　　 研制了采用傳統(tǒng)法布里—珀羅腔結(jié)構(gòu)的聲光調(diào)Q線偏振光纖激光器，以Liekki公司生產(chǎn)的熊貓保偏型大模場面積雙包層摻鐿光纖作為增益介質(zhì)，獲得了脈沖寬度33ns、功率10.5W的穩(wěn)定線偏振脈沖輸出。同時從理論上分析了增益光纖長度、泵浦功率、輸出鏡透射率等因素對激光器輸出脈沖波形和輸出功率的影響。

5、>　　 自行研制了增加光纖光敏性的高壓載氫裝置，采用相位掩模板法制作了基于單模通信光纖、高鍺單模光纖、硼鍺共摻單模光纖、摻鉺單模光纖、高摻鍺多模光纖等的各種單模光纖布拉格光柵和多模光纖布拉格光柵、偏振光纖布拉格光柵和基于光纖布拉格光柵的法布里—珀羅腔．
　　 采用自行研制的基于普通單模通信光纖的少數(shù)模光纖布拉格光柵為諧振腔高反鏡、Nufern公司生產(chǎn)的摻鐿雙包層光纖為增益介質(zhì)，研制了全光纖激光器，得到了在高功率泵浦下穩(wěn)定的雙波