調(diào)Q雙包層光纖激光器的研究.pdf

1、光纖激光器已廣泛的應(yīng)用于光纖通信、光纖傳感和激光技術(shù)等領(lǐng)域中。包層泵浦技術(shù)在調(diào)Q光纖激光器中的應(yīng)用，使調(diào)Q光纖激光器輸出脈沖峰值和單脈沖能量已達(dá)到了傳統(tǒng)固體激光器的水平。特別是調(diào)Q光纖激光器具有結(jié)構(gòu)緊湊、光束質(zhì)量好、閾值低、效率高、脈寬窄、無(wú)需主動(dòng)制冷等眾多優(yōu)點(diǎn)，在許多應(yīng)用領(lǐng)域成為調(diào)Q固體激光器的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。本論文重點(diǎn)對(duì)調(diào)Q雙包層光纖激光器進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要工作可歸納如下： 1.分析了光纖激光器中利用受激布里淵散射產(chǎn)生

2、自調(diào)Q脈沖的原理。對(duì)雙二色鏡腔的國(guó)產(chǎn)D型摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，避免了輸出光中存在剩余泵浦光，得到了中心波長(zhǎng)為1.076μm的激光輸出。 2.觀測(cè)了摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器的時(shí)域特性和光譜特性。研究了抽運(yùn)功率、腔損耗對(duì)激光器工作特性的影響。利用單鏡腔結(jié)構(gòu)的光纖激光器，可產(chǎn)生自脈動(dòng)、受激布里淵散射和受激喇曼散射等非線性效應(yīng)；而采用雙鏡腔結(jié)構(gòu)以減小腔損耗的方法，有抑制自脈動(dòng)和提高激光器工作穩(wěn)定性的作用。 3

3、.推導(dǎo)了調(diào)Q光纖激光器的輸出特性，給出了描述調(diào)Q激光脈沖特性參數(shù)的一般表達(dá)式。對(duì)準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器、脈沖泵浦調(diào)Q光纖激光器及自調(diào)Q光纖激光器的輸出特性進(jìn)行了理論分析與數(shù)值模擬。 4.數(shù)值模擬了了光纖長(zhǎng)度、輸出端腔反饋對(duì)大模面積摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光輸出特性的影響，對(duì)激光器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用連續(xù)泵浦，得到了平均功率4.6W的準(zhǔn)連續(xù)激光輸出。采用脈沖泵浦，得到了脈寬小于50ns、峰值功率為5.3kW、單脈沖能量為0.26mJ的穩(wěn)定

4、的調(diào)Q脈沖輸出。 5.分別對(duì)Sagnac環(huán)和光纖光柵Sagnac環(huán)的輸出特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬，分析了耦合比和光纖長(zhǎng)度對(duì)干涉環(huán)輸出特性的影響。6.對(duì)結(jié)構(gòu)新穎的全光纖自調(diào)Q環(huán)形腔Er3+/Yb3+共摻光纖激光器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。利用光纖光柵Sagnac環(huán)作為波長(zhǎng)選擇器，利用未被抽運(yùn)的增益光纖作為可飽和吸收體，得到了高功率、窄線寬、穩(wěn)定的脈沖輸出。 7.研究了單程后向和雙程后向結(jié)構(gòu)Er3+/Yb3+共摻超熒光光源的輸出特