【摘要】：基于稀土摻雜光纖的脈沖光纖激光系統(tǒng)在微加工、探測、醫(yī)療、大科學工程等領域受到了廣泛應用。在應用中,激光脈沖的時域波形需要嚴格控制,高功率脈沖放大器系統(tǒng)在增益飽和效應和瞬態(tài)效應作用下,放大過程中增益介質反轉比隨時間而變造成脈沖前沿增益大,后沿增益小,導致脈沖畸變。本文主要研究全光纖化系統(tǒng)中脈沖整形的問題,為無形變的高功率光脈沖系統(tǒng)的研制提供理論依據。提出了一種新型的脈沖整形算法和一種新型的全光脈沖整形系統(tǒng)。主要工作內容如下:(1)對稀土摻雜光纖放大器的基本理論進行研究,利用速率方程和光功率傳輸方程建立了光纖放大器的瞬態(tài)數(shù)值模型。(2)將瞬態(tài)模型用于光脈沖通過光纖放大器的輸出脈沖的形狀變化的分析。分析了不同脈沖形狀,脈沖重復速率,信號光功率,泵浦光功率對輸出脈沖時域形狀的影響,從上下能級粒子數(shù)變化等角度對放大器脈沖畸變進行了分析。(3)提出了一種脈沖預整形的算法,利用了脈沖離散時間序列中的單向順序影響特性即后方序列無法對前方序列造成影響的特性,該算法可以通過所需的目標脈沖的時域波形反推得到應當輸入到稀土摻雜放大器中的預整形脈沖形狀。用Matlab實現(xiàn)了該算法,并對該算法的有效性進行了驗證。(4)提出一種新的全光脈沖畸變自動整形方案,成功地利用低反轉比情況下的脈沖瞬態(tài)特性補償稀土摻雜放大器瞬態(tài)特性帶來的脈沖畸變,克服了傳統(tǒng)脈沖整形技術復雜成本高的缺點。
【圖文】：

由低折射率內包層和更低折射率外包層包圍。包層泵浦的光纖激光器和放大器在逡逑纖芯仍可以產生單模的激光輸出，而泵浦源的選擇范圍從單模擴展到了多模。雙逡逑包層光纖的示意圖如圖２－１所示，分為四個部分，纖芯，內包層，外包層和保護層逡逑［３４，３５】。纖芯和內部包層均由玻璃制成，但纖芯摻有活性激光離子，直徑在５？逡逑內包層的直徑在１００ｐｍ左右。雙包層光纖的外包層是未摻雜的，其材質通常為玻逡逑璃或者低折射率聚合物，直徑約為２００ｐｍ。逡逑外包層邐保護層逡逑信號光輸入邐＼ｌ邋＼邐＼１、＼丨邋＼信號光輸出逡逑纖芯邐內包層逡逑圖２－１雙包層光纖結構逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｄｏｕｂｌｅ－ｃｌａｄ邋ｆｉｂｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑摻鉺／鏡的雙包層光纖結構是和普通的雙包層光纖的結構一樣，，只是在纖芯中逡逑摻雜了鉺離子和鐿離子。纖芯的作用是傳輸單模的信號，內包層主要用來傳輸泵逡逑浦光。工作的原理為：由于高折射率纖芯和較低折射率內包層組成的波導結構，逡逑信號光被束縛在纖芯中傳輸

通大學碩士學位論文邐雙包層摻雜光纖放大器的理論分析逡逑自發(fā)輻射功率，＼是泵浦光的波長，４是信號光的波長，分別為泵浦光逡逑因子而廠是信號光的重疊因子。逡逑鉺鐿共摻系統(tǒng)能級結構逡逑鐿共摻系統(tǒng)的能級結構較為復雜，分別用為Ｅｒ３＋離子的四能級模型和Ｙｂ３＋逡逑二能級模型表示，它的示意圖如圖２－３所示，對于Ｅｒ３＋離子的能級模型，通逡逑１，２，３，４分別表示４１１５／２，４１丨３／２，４１１１／２和４１奶四個能級。而對于Ｙｂ３＋離子的能級模逡逑５和６分別代表２Ｆ７／２和２Ｆ５／２兩個能級。逡逑
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN722

【參考文獻】

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本文編號：2664516