高功率光纖激光器的摻鐿雙包層光子晶體光纖的研究.pdf

1、和傳統(tǒng)階躍型光纖相比較，光子晶體光纖最獨(dú)特的地方在于其波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中具有微結(jié)構(gòu)—周期性排列的空氣孔，由于微結(jié)構(gòu)和均勻材料(如二氧化硅)的特性有很大差別，所以光子晶體光纖能夠獲得和傳統(tǒng)階躍型光纖不同的導(dǎo)光性能，如全波段單模傳輸，大模場(chǎng)面積，色散可調(diào)節(jié)等特性。并且，光子晶體光纖有眾多的結(jié)構(gòu)變量可以靈活調(diào)節(jié)，因此加大了設(shè)計(jì)的自由度。因此近年來，光子晶體光纖的應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在光纖激光器領(lǐng)域中，由于其大模場(chǎng)特性，可以承受高功率而不發(fā)生光學(xué)損壞

2、，并且保證良好的光束質(zhì)量。本論文是在折射率導(dǎo)引型光子晶體光纖的基礎(chǔ)上，在纖芯摻雜Yb3+，并在外包層引入空氣孔，設(shè)計(jì)出用于高功率光纖激光器的摻鐿雙包層光子晶體光纖，對(duì)其性能進(jìn)行了一系列研究，研究?jī)?nèi)容包括：
　　(1)用以有限元法為理論基礎(chǔ)的Comsol軟件對(duì)光子晶體光纖進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究其單模運(yùn)轉(zhuǎn)條件，分析了空氣孔大小，間距，層數(shù)對(duì)普通折射率導(dǎo)引型光子晶體光纖的有效折射率，基模模場(chǎng)面積，限制損耗造成的影響。
　　(2)用C

3、omsol軟件對(duì)摻Y(jié)b3+雙包層光子晶體光纖進(jìn)行數(shù)值仿真，分析纖芯摻雜折射率，摻雜半徑對(duì)基模模場(chǎng)面積的影響以及包層空氣孔尺寸和間距對(duì)內(nèi)包層數(shù)值孔徑的影響。同時(shí)，進(jìn)一步研究其彎曲特性和保偏特性。
　　(3)對(duì)摻Y(jié)b3+雙包層光子晶體激光器進(jìn)行理論研究，采用前向泵浦方式，在Yb3+速率能級(jí)方程的基礎(chǔ)上用Matlab對(duì)其進(jìn)行建模，對(duì)一定摻雜濃度光纖的吸收系數(shù)，斜率效率以及最佳長(zhǎng)度進(jìn)行理論計(jì)算。
　　(4)利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件對(duì)摻 Y