一種摻鐿雙包層光纖激光器理論模型與數(shù)值分析研究.pdf

1、與傳統(tǒng)的固體激光器相比，光纖激光器具有很多優(yōu)點，如高效率、高光束質(zhì)量、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊以及散熱性好等。摻Y(jié)b3+光纖激光器由于能級結(jié)構(gòu)簡單、無激發(fā)態(tài)吸收、增益譜寬易于調(diào)諧等優(yōu)點受到了極大的關(guān)注。與傳統(tǒng)的光纖不同，雙包層光纖在纖芯外面增加了一個內(nèi)包層。在雙包層光纖激光器中，泵浦光在內(nèi)包層中傳輸，被摻雜纖芯吸收，從而產(chǎn)生激光輸出。由于內(nèi)包層有較大的幾何尺寸和數(shù)值孔徑，因此，雙包層光纖激光器能將更高的泵浦功率耦合到光纖中，得到高功率的激光輸

2、出。 本論文對所提出的一種摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器理論模型進行了公式演算與數(shù)值分析： 1．參閱了大量的最新文獻，簡要的歸納了光纖激光器的研究背景，描述了摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器當今國內(nèi)外的最新研究進展。指出了光纖激光器課題研究的重要意義。 2．探討了摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器的各個結(jié)構(gòu)部分的工作機理，包括雙包層光纖的結(jié)構(gòu)與特點；諧振腔結(jié)構(gòu)；泵浦耦合技術(shù)。為摻鐿雙包層光纖激光器理論模型的提出打下了良好的鋪墊。

3、 3．分析了Yb3+的能級結(jié)構(gòu)，光譜特性和Yb3+離子受激輻射的特點。建立了雙包層光纖激光器的功率傳輸方程，以此為基礎(chǔ)，提出一種用光纖光柵作為F-P腔摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器的理論模型，針對此模型進行了理論分析，給出了數(shù)值計算的方法。特別闡述了采用的打靶法在設(shè)定此微分方程組邊界條件的初值方法。為用MATLAB進行數(shù)值分析打下了良好的鋪墊。 4．根據(jù)雙包層光纖激光器的速率方程，利用上述所闡述的打靶法，用MATLAB進行了數(shù)