本文關(guān)鍵詞：硫化物光纖激光器中的拉曼特性基礎(chǔ)研究

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【摘要】：光纖拉曼激光器是受激拉曼散射現(xiàn)象的一個(gè)重要應(yīng)用。它采用光纖為增益介質(zhì),利用非線性光學(xué)效應(yīng)中的受激拉曼散射,通過采用不同波長泵浦源泵浦,可獲得定向更長Stokes波長輸出,理論上輸出波長可以拓展到任意波段,且可調(diào)諧波長范圍大。在與傳統(tǒng)化學(xué)激光器和固體激光器相比,光纖拉曼激光器有著光束質(zhì)量優(yōu)良、體積小、轉(zhuǎn)換效率高、散熱效果佳等優(yōu)勢。傳統(tǒng)的基于石英光纖的拉曼激光器,由于石英光纖的高聲子能量,導(dǎo)致激光器輸出波長受限在2μm以內(nèi),而大于2μm的中紅外激光在國防、醫(yī)療、光通信及材料加工等領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。具有高非線性系數(shù)和低聲子能量的硫化物光纖作為一種新型的中紅外光纖,越來越成為光纖拉曼激光器中的研究熱點(diǎn)。本文對基于硫化物光纖激光器的拉曼特性進(jìn)行了理論仿真和實(shí)驗(yàn)研究,主要內(nèi)容概括如下:首先,介紹了光纖激光器的分類和中紅外激光的應(yīng)用,介紹了光纖拉曼激光器的分類、特點(diǎn)及國內(nèi)外研究歷史及現(xiàn)狀,介紹了受激拉曼散射原理、拉曼增益系數(shù)和拉曼閾值,闡述了典型的線型一階和二階光纖拉曼激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,并逐一介紹了光纖拉曼激光器的三要素:泵浦源、拉曼光纖和諧振腔。其次,建立了基于As-Se光纖的3μm輸出一階和二階拉曼激光器的理論模型,對一階硫化物光纖拉曼激光器利用MATLAB軟件直接采用四階龍格庫塔法建模仿真,對二階硫化物光纖拉曼激光器采用多維并行打靶法尋找初值并結(jié)合四階龍格庫塔法建模仿真。在獲得泵浦光及雙向Stokes光在諧振腔內(nèi)的功率分布基礎(chǔ)上,對這兩種拉曼結(jié)構(gòu)從泵浦光、光纖長度、Stokes光輸出耦合反射率、輸入耦合反射率、光纖損耗等進(jìn)行了參數(shù)最優(yōu)化和深入分析,證實(shí)基于硫化物光纖的拉曼激光器獲得中紅外Stokes波長是行之有效的。最后,選取現(xiàn)有硫化物光纖As-S光纖作拉曼光纖,以1981nm摻銩光纖激光器為泵浦源,搭建了空間光結(jié)構(gòu)光纖拉曼激光器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,并結(jié)合理論仿真,給出最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248

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本文編號(hào)：1238000