摻釹大模場(chǎng)雙包層光子晶體光纖激光器的特性研究.pdf

1、釹離子(Nd3+)是最早用于激光器的三價(jià)稀土離子，可采用激光二極管(LD)泵浦，已在上百種不同基質(zhì)材料中獲得了受激發(fā)射，在軍事、工業(yè)、生物、醫(yī)療和科學(xué)研究等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。摻Nd3+光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性高、抗干擾性好、光束質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)，一直是科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前，普通單模摻Nd3+光纖激光器的輸出功率大多在毫瓦量級(jí)。普通雙包層摻Nd3+光纖激光器雖然可以實(shí)現(xiàn)高功率激光輸出，但容易產(chǎn)生多模運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致光束質(zhì)量下降。這種缺陷

2、可以在光子晶體光纖中通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)予以消除，同時(shí)發(fā)揮大模場(chǎng)面積、無(wú)截止單模特性兩方面的優(yōu)勢(shì)。本文基于摻Nd3+大模場(chǎng)雙包層保偏光子晶體光纖，研究獲得1.06μm波段高功率、高光束質(zhì)量連續(xù)波激光以及高能量鎖模脈沖激光的方法和途徑。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了摻Nd3+大模場(chǎng)雙包層保偏光子晶體光纖的光譜特性，并根據(jù)光纖包層中的空氣孔的大小及周期間隔等參數(shù)，分析了摻Nd3+光子晶體光纖的模式特性、色散特性、偏振特性、非線性效應(yīng)

3、和損耗特性，為激光器設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和指導(dǎo)。⑵研究了LD抽運(yùn)摻Nd3+大模場(chǎng)雙包層保偏光子晶體光纖的連續(xù)波激光特性，最大輸出功率為5.95W，光束質(zhì)量M2因子小于1.30，偏振串音為-7.9dB，這表明摻Nd3+大模場(chǎng)雙包層保偏光子晶體光纖具有良好的單模傳輸特性和保偏特性，有利于激光器實(shí)現(xiàn)高功率高光束質(zhì)量的激光輸出。⑶基于全正色散腔，研究了摻Nd3+大模場(chǎng)雙包層保偏光子晶體光纖的鎖模激光特性。采用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡（SESAM）鎖模元件，