LD泵浦的聲光調(diào)Q摻鐿全光纖激光器.pdf

1、全光纖激光器具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊和攜帶方便等優(yōu)點，在軍事、工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、非線性頻率變換、遙感和空間通訊等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，它的研究已成為激光器件領(lǐng)域內(nèi)非常活躍的方向。 本論文在理論方面研究了連續(xù)和調(diào)Q光纖激光器的工作特性，在實驗方面設(shè)計成功了連續(xù)和調(diào)Q摻鐿全光纖激光器。本論文的主要內(nèi)容如下： 1.首次從泵浦光和信號光功率分布的角度比較了不同泵浦方式和輸出方式對連續(xù)光纖激光器綜合指標(biāo)的影響。重點研究了單端泵浦單端輸出

2、的特性，求解了描述纖芯內(nèi)正向和反向功率分布的耦合波微分方程，計算了輸出功率依賴于泵浦功率、纖芯直徑、光纖長度和輸出端反射率的定量關(guān)系，得出了連續(xù)光纖激光器輸出特性的普遍規(guī)律；結(jié)論對連續(xù)光纖激光器的設(shè)計有指導(dǎo)意義。 2.實現(xiàn)了連續(xù)摻鐿全光纖激光器的實驗運轉(zhuǎn)。自行設(shè)計了泵浦源的溫度控制系統(tǒng)，獲得了波長為1083nm的連續(xù)激光輸出，激光功率達(dá)到3.426W，半導(dǎo)體泵浦光轉(zhuǎn)化為激光的效率為28.5％。 3.首次提出了一種基于‘能

3、量利用率與初始反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的關(guān)系’求解剩余反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的新方法，該方法簡化了調(diào)Q光纖激光器數(shù)值計算的過程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)調(diào)Q光纖激光器的速率方程理論，得出了調(diào)Q光纖激光器的初始參數(shù)諸如泵浦功率、纖芯直徑、光纖長度、輸出透過率和腔的固有損耗等影響脈沖寬度和脈沖能量的規(guī)律，進(jìn)一步明確了壓縮脈沖寬度和提高脈沖能量的方法；文中的分析可為同類調(diào)Q光纖激光器的設(shè)計提供參考。 4.首次在國內(nèi)開展了聲光調(diào)Q摻鐿全光纖激光器的實驗研究。在連續(xù)摻鐿全

4、光纖激光器的基礎(chǔ)上，諧振腔的高反端串接一個帶尾纖的聲光Q開關(guān)，實現(xiàn)了聲光調(diào)Q摻鐿全光纖激光器的實驗運轉(zhuǎn)；在重復(fù)頻率500Hz時，脈沖寬度為3μs，脈沖能量達(dá)到2.94mJ；并實現(xiàn)了重復(fù)頻率在10Hz-100kHz范圍內(nèi)可調(diào)。 5.首次利用光纖型聲光Q開關(guān)和單模光纖中的SBS效應(yīng)進(jìn)行了混合調(diào)Q摻鐿全光纖激光器的實驗研究。在重復(fù)頻率50kHz時獲得了脈沖寬度150ns的穩(wěn)定脈沖輸出。 6.開展了被動調(diào)Q摻鐿全光纖激光器的實驗