包層泵浦摻Tm3+光纖激光器及放大器的研究.pdf

1、隨著包層泵浦技術以及大功率多模半導體激光器工藝的快速發(fā)展與完善，光纖激光器及光纖放大器獲得了前所未有的發(fā)展。近年來，2μm激光光源在軍事、醫(yī)學、工業(yè)等領域顯示出越來越廣泛的應用前景。本文從理論和實驗兩個方面對2μm雙包層摻Tm3+光纖激光器及放大器進行了研究。
　　理論上，分析了Tm3+在氟化物、石英兩種光纖基質中的光譜特性。從光纖激光器的速率方程和傳輸方程出發(fā)，結合交叉弛豫過程，數(shù)值模擬了后腔鏡反射率，光纖摻雜濃度以及光纖長度等

2、參數(shù)對光纖激光器輸出特性的影響，分析了光纖摻雜濃度，光纖傳輸本征損耗等因素與激光器輸出波長的關系。根據(jù)雙包層摻Tm3+光纖放大器簡化的穩(wěn)態(tài)理論模型，通過數(shù)值模擬，分析了正向泵浦和反向泵浦兩種方式下，光纖長度、光纖摻雜濃度、泵浦功率對放大器輸出特性的影響以及最佳光纖長度與泵浦功率之間的關系。
　　實驗上，進行了LD包層泵浦摻Tm3+光纖激光器的實驗，獲得了11.7W的2μm連續(xù)激光輸出，斜率效率達到53.8％。采用主振蕩功率放大技術

3、開展了摻Tm3+光纖放大器對信號光1988nm和2050nm放大實驗。在1988nm波長處，實現(xiàn)3W的連續(xù)放大輸出，增益10dB；比較了不同長度光纖對脈沖1988nm種子信號光的放大效果，2.9m光纖放大效果最佳；在2050nm波長處，重復頻率在10kHz時，獲得平均功率最高2.88W，脈沖寬度80ns，峰值功率3.6kW的脈沖放大輸出。
　　最后，采用耦合波理論對單模均勻分布光纖光柵和多模光纖光柵進行了定性分析。對于以光纖光柵作