大功率光纖激光系統(tǒng)光譜特性研究.pdf

1、光譜特性是光纖激光的基本物理特性之一。隨著光纖激光系統(tǒng)輸出功率的提高，非線性效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的影響越來越顯著：一方面，在光纖激光系統(tǒng)中，光譜特性是系統(tǒng)中非線性效應(yīng)及破壞效應(yīng)的直觀表征；另一方面，光纖激光的光譜特性也會(huì)對(duì)光纖器件及系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響?；诖?，本文對(duì)高功率光纖激光系統(tǒng)的光譜特性展開了理論與實(shí)驗(yàn)研究。
　　論文回顧了國(guó)內(nèi)外有關(guān)光纖激光系統(tǒng)光譜特性的研究進(jìn)展，分別介紹了摻鐿光纖激光器、拉曼光纖激光器及摻鐿光纖放大器的典型光譜特

2、性模型，并總結(jié)了相關(guān)模型優(yōu)點(diǎn)及不足。
　　通過對(duì)速率方程及非線性傳輸方程的分析，建立了多縱模振蕩器及超熒光光源的光譜特性模型，并分析了光纖光源參數(shù)對(duì)其輸出光譜特性的影響。研究結(jié)果表明，對(duì)多縱模振蕩器而言，其輸出光譜寬度隨高反射率光柵的反射譜寬、泵浦功率及腔長(zhǎng)的增長(zhǎng)是近似線性展寬的，而輸出光柵的反射譜寬對(duì)輸出光譜的影響可以忽略；對(duì)超熒光光源而言，隨著摻雜光纖長(zhǎng)度的增加，其輸出光譜的中心波長(zhǎng)逐漸向長(zhǎng)波方向漂移。
　　通過種子源特

3、性及放大過程的描述，對(duì)光纖放大器的光譜演化過程進(jìn)行分析，建立了高功率光纖放大器的光譜特性數(shù)值仿真模型，并研究了種子源特性及放大器的參數(shù)對(duì)輸出光譜特性的影響；同時(shí)采用不同種子源進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論仿真結(jié)果較好吻合。最后，推導(dǎo)了不同輸出功率下光纖放大器的光譜展寬因子的近似表達(dá)式。
　　建立了包含受激拉曼散射效應(yīng)的光纖激光器動(dòng)力學(xué)方程，并研究了種子源特性及光譜濾波對(duì)其在放大過程中拉曼閾值特性的影響。數(shù)值仿真計(jì)算結(jié)果表明，