缺陷型內(nèi)包層雙包層光纖激光器吸收效率研究.pdf

1、高功率光纖激光器巧妙地將光纖技術(shù)與激光原理融為一體，與傳統(tǒng)的激光器相比有著諸多優(yōu)點，成為近年來光通信領(lǐng)域的一個研究熱點。雙包層光纖與常規(guī)的纖芯摻雜有稀土元素的單模光纖相比，在摻雜單模纖芯和外面的包層之間增加了一個內(nèi)包層，從而突破了常規(guī)單模光纖激光器對輸出功率的限制。論文主要從理論上推導(dǎo)了缺陷型內(nèi)包層雙包層光纖激光器對于泵浦光功率的吸收情況，并優(yōu)化設(shè)計理想的光纖內(nèi)包層橫截面結(jié)構(gòu)。 論文首先針對分析缺陷內(nèi)包層雙包層光纖對于泵浦光的吸

2、收效率，提出射線法、概率理論法以及波動理論法三種方法。 射線法表述簡單、形象實用，能夠準(zhǔn)確求得雙包層光纖對于泵浦光的吸收效率。文章通過利用射線法求得光線連續(xù)兩次經(jīng)過纖芯時，其投影在內(nèi)包層橫截面上所需的平均路程來衡量光纖單位長度內(nèi)吸收泵浦光功率的能力。 概率理論法通過利用高等數(shù)學(xué)中的概率隨機理論，計算光線每次被不同形狀橫截面的內(nèi)包層邊界反射后能夠被纖芯直接吸收的概率值來衡量光纖在單位長度內(nèi)吸收泵浦光功率的能力。 波

3、動理論是解決光纖中問題的一種傳統(tǒng)方法，它通過對滿足光纖邊界條件的麥克斯韋方程組求解，得到所需的結(jié)論。本文則利用波動理論中的功率耦合理論對雙包層光纖中的各種模式進行分析，通過計算各種模式間相關(guān)聯(lián)的程度來衡量光纖單位長度內(nèi)吸收泵浦光功率的能力。 在最后一章里，提出了一種新型的橫截面形狀為等角螺旋曲線的內(nèi)包層結(jié)構(gòu)，并分別用上述射線法、概率理論法以及波動理論法對其進行分析計算，得出它在單位距離內(nèi)對于泵浦光的吸收效率要高于一般缺陷內(nèi)包層雙