發(fā)布時間：2020-04-14 06:45

【摘要】：近些年來,高功率光纖激光器的發(fā)展速度越來越快,特別是在工業(yè)制造、國防軍事等領(lǐng)域,應(yīng)用也愈加廣泛。為了能進一步提升高功率光纖激光器的功率,就需要在技術(shù)上進行改進,合束器應(yīng)運而生,其通過將多根光纖上的功率進行合成的方式,突破單根光纖功率的限制,能實現(xiàn)更高功率的輸出。光纖合束器作為高功率光纖激光器的關(guān)鍵器件,直接影響著激光器的性能。本論文第一部分介紹了光纖合束器的研究發(fā)展歷程,光纖合束器用途廣泛,影響著國內(nèi)高功率光纖激光器的發(fā)展,近幾年國內(nèi)外在光纖合束器的研制上進展迅速,合束功率不斷提升。第二部分分析了光纖合束器制作的關(guān)鍵技術(shù),主要包括光纖的組束、熔融拉錐、切割、熔接以及封裝。對當(dāng)前每一種技術(shù)所使用的不同方法進行的對比分析,最終根據(jù)優(yōu)缺點并結(jié)合本課題設(shè)計要求,選擇火焰加熱方法進行熔融拉錐和熔接,并采用超聲波切割刀對拉錐光纖進行在線切割。第三部分在硬件方面,設(shè)計并搭建了拉錐熔接平臺,主要包括拉錐運動平臺設(shè)計和火頭運動平臺的搭建,最終可實現(xiàn)對37根光纖的熔融拉錐,切割以及熔接合束;在軟件方面,設(shè)計了一套控制系統(tǒng),并通過編寫上位機軟件,實現(xiàn)了對拉錐、熔接等操作的程序控制。最后在工藝實驗研究中,說明了改進的光纖組束方法,設(shè)計了一種新的去涂覆層結(jié)構(gòu);然后在進行拉錐的實驗過程中,根據(jù)光纖拉錐直徑和各項影響因素的數(shù)據(jù),獲得了拉錐所需的工藝參數(shù),最終可以制備較好的拉錐光纖和合束光纖。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文因為高功率的光纖激光器的輸出光功率能夠達到 MW/cm2量級，這種量級的激光足以擊毀任何事物。光纖激光不僅能夠作為攻擊武器而且還能夠作為防御型的武器，例如美國在 2002 年用于掃雷的 2KW 的光纖激光器[20]。美國也成功地使用光纖激光器在距離約為 2 英里遠處擊中時速 300 英里的無人機[21]。足以看出，在未來戰(zhàn)場上，光纖激光器有著強大的作戰(zhàn)力。雖然就目前來講光纖激光器應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域，其性能也很優(yōu)良，但是其還是存在相應(yīng)的局限性，例如非線性效應(yīng)、熱透鏡等問題，故而它的輸出功率很難再上升一個臺階。在 2008 年，美國的研究學(xué)者 Dawson 通過實驗進行詳細的分析[22]，從圖 1-1 所示分析結(jié)果來看，理論上單頻光纖激光輸出功率最高的時候?qū)⒔?1.86 kW。

但是我們不能夠滿足于現(xiàn)狀，畢竟十千瓦級別與百千瓦級別還，要想獲得更高功率的輸出，就需要采用新的方案，通過多根光破單根光纖的輸出功率的局限性，進而可以從根本上再進行性能束器就成了尤為重要的東西，所以對光纖合束器的制作進行研發(fā)需要的關(guān)鍵技術(shù)有相當(dāng)大的意義。研究現(xiàn)狀束器的分類-2 所示，光纖合束器按照功能來劃分的話可以分為功率合束器大種類。而所謂的功率合束器也被叫做單模-多模光纖合束器，出功率[10]。對于泵浦合束器，它主要用來提高泵浦功率[27]。光纖功能來劃分，當(dāng)然也可以從其結(jié)構(gòu)來進行分類，，從結(jié)構(gòu)上來看，即 N×l 合束器和(N+1)×1 合束器[28, 29]。N×1 合束器功率合束器
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN248

【參考文獻】

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1 閆平;肖起榕;付晨;王亞平;鞏馬理;;1.6kW全光纖摻鐿激光器[J];中國激光;2012年04期

2 李杰;陳子倫;周航;郭少鋒;許曉軍;;高功率光纖激光器抽運耦合技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J];激光與光電子學(xué)進展;2012年02期

3 劉超;黃燕;;VisualC++與C++Builder之比較[J];青春歲月;2011年02期

4 樓祺洪;周軍;張海波;袁志軍;;大芯徑光纖激光器的新進展(邀請論文)[J];中國激光;2010年09期

5 田國周;周雷;謝鴻志;;光纖合束器的制作工藝及其應(yīng)用[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);2009年04期

6 蔡君;劉外喜;;光纖合束器的研制與應(yīng)用[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);2007年03期

7 樓祺洪;周軍;朱健強;王之江;;高功率光纖激光器研究進展[J];紅外與激光工程;2006年02期

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1 周航;高效率光纖合束器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

2 李杰;基于光纖合束器的模式轉(zhuǎn)換和控制研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

3 帥詞俊;熔錐型光纖器件的流變成形機理、規(guī)律與技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2006年

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1 徐樂;新型光纖傳感器的加工與應(yīng)用研究[D];北京理工大學(xué);2014年

2 王超;受載含瓦斯煤滲透特性及應(yīng)用研究[D];河南理工大學(xué);2012年

3 賴雄鳴;新型電加熱熔融拉錐機研制[D];中南大學(xué);2008年

本文編號：2627007