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(diǎn)，成為近年來(lái)光通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。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(gè)內(nèi)包層，從而突破了常規(guī)單模光纖激光器對(duì)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(duì)于泵浦光功率的吸收情況，并優(yōu)化設(shè)計(jì)理想的光纖內(nèi)包層橫截面結(jié)構(gòu)。 論文首先針對(duì)分析缺陷內(nèi)包層雙包層光纖對(duì)于泵浦光的吸

2、收效率，提出射線法、概率理論法以及波動(dòng)理論法三種方法。 射線法表述簡(jiǎn)單、形象實(shí)用，能夠準(zhǔn)確求得雙包層光纖對(duì)于泵浦光的吸收效率。文章通過(guò)利用射線法求得光線連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)纖芯時(shí)，其投影在內(nèi)包層橫截面上所需的平均路程來(lái)衡量光纖單位長(zhǎng)度內(nèi)吸收泵浦光功率的能力。 概率理論法通過(guò)利用高等數(shù)學(xué)中的概率隨機(jī)理論，計(jì)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(lái)衡量光纖在單位長(zhǎng)度內(nèi)吸收泵浦光功率的能力。 波

3、動(dòng)理論是解決光纖中問(wèn)題的一種傳統(tǒng)方法，它通過(guò)對(duì)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(dòng)理論中的功率耦合理論對(duì)雙包層光纖中的各種模式進(jìn)行分析，通過(guò)計(jì)算各種模式間相關(guān)聯(lián)的程度來(lái)衡量光纖單位長(zhǎng)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(dòng)理論法對(duì)其進(jìn)行分析計(jì)算，得出它在單位距離內(nèi)對(duì)于泵浦光的吸收效率要高于一般缺陷內(nèi)包層雙