高功率鉺鐿共摻光纖激光和超熒光輸出的理論和實驗研究.pdf

1、利用摻雜稀土元素的光纖研制成的光纖激光器被認為是激光領域的新興技術(shù)。包層泵浦高功率光纖激光器因其一系列傳統(tǒng)氣體和固體激光器所無法比擬的優(yōu)越性能正越來越受到重視。高功率鉺鐿共摻光纖激光光源的輸出波長在1.5μm波段，該波段位于第三通信窗口，且屬于人眼安全波段，在光纖通信、衛(wèi)星遙感、光纖傳感、國防軍工等領域有著廣闊的應用前景。本論文主要從理論和實驗兩方面研究了高功率鉺鐿共摻光纖激光和超熒光光源的輸出特性。
　　1、利用的975 nm的

2、高功率半導體激光器作為泵浦源，對鉺鐿共摻增益光纖進行雙端泵浦。光纖兩端均垂直切割，諧振腔的有效反饋由光纖端面～3.6％的菲涅爾反射提供。當耦合進入光纖的泵浦功率為209 W時，在1.5μm波段獲得了最高77 W的激光輸出，斜率效率達到～37％。該輸出功率目前處于國內(nèi)領先水平。
　　2、在高功率鉺鐿共摻光纖激光器系統(tǒng)的基礎上，對光纖一端面進行小角度拋光處理，進而實現(xiàn)了寬帶超熒光輸出。實驗裝置沒有采用種子源或高反鏡，超熒光光源在1.5

3、μm波段寬帶單端輸出功率達到16.1 W，比之前已經(jīng)報道的最高功率提高了一個數(shù)量級。輸出光譜從～1531nm覆蓋到1568.5 nm，帶寬～17 nm，斜率效率30.7％。
　　3、從理論上研究了鉺鐿共摻光纖激光系統(tǒng)的溫度效應。建立了一個柱對稱的三層的模型，描述光纖在一定的環(huán)境溫度下、自然空氣對流冷卻情況下的溫度分布。導致光纖溫度升高的因素考慮了量子虧損熱和吸收自發(fā)輻射產(chǎn)生的熱。熱傳遞機制考慮了纖芯與包層之間的熱傳導、光纖與空氣界