基于纏繞式熔融加熱的側(cè)面泵浦光纖耦合器的研制.pdf

1、泵浦耦合技術(shù)是實(shí)現(xiàn)高功率光纖激光器和光纖放大器的關(guān)鍵技術(shù)之一。其中，側(cè)面泵浦耦合是將泵浦光通過光纖側(cè)面耦合進(jìn)雙包層光纖的內(nèi)包層。相對于基于光纖束熔融拉錐的端面泵浦耦合，側(cè)面泵浦耦合有很多優(yōu)勢，其中最突出的是信號光纖不會被截斷，從而不會引入額外的損耗，更有利于承受高功率的信號光傳輸。側(cè)面泵浦耦合技術(shù)逐漸成為泵浦耦合技術(shù)的主要發(fā)展方向。為了實(shí)現(xiàn)緊湊、可靠、耐用、高效的側(cè)面泵浦耦合，本文基于纏繞式熔融加熱的方法，對側(cè)面泵浦光纖耦合器進(jìn)行了理論

2、和實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容如下：
　　一、單根光纖拉錐纏繞技術(shù)的特性分析。分別利用幾何光學(xué)和動光學(xué)基本原理，分析了錐形光纖中光的傳輸特性。通過數(shù)值模擬詳細(xì)分析了光纖拉錐纏繞參數(shù)對光在光纖中的傳輸特性的影響，得到了各參數(shù)與光輸出角度和輸出模式的關(guān)系。
　　二、建立了側(cè)面泵浦的理論模型。從光傳輸角度、耦合器原理和折射率低谷三個方面詳細(xì)分析了側(cè)面泵浦耦合過程和泵浦光能量的分布。通過仿真分析得到了影響泵浦耦合效率及熱損耗的主要參數(shù)是泵浦光

3、纖數(shù)目、數(shù)值孔徑、錐腰直徑和耦合長度的結(jié)論，仿真結(jié)果表明單根和6根泵浦光纖的泵浦耦合器泵浦耦合效率最高分別為97.3％和87.2%，而信號傳輸效率一直能保持在99%以上，同時器件的反向隔離效果很好。
　　三、側(cè)面泵浦光纖耦合器的研制。基于理論分析和仿真計算的結(jié)果，優(yōu)化參數(shù)，利用實(shí)驗(yàn)室泵浦耦合器制作平臺，通過纏繞式熔融加熱的方法制作了單根泵浦光纖的側(cè)面泵浦耦合器，實(shí)驗(yàn)測得泵浦耦合效率為91.2%，信號傳輸效率為98.4%。同時對2根