【摘要】：太陽能是人類未來最理想的替代能源,而各國在開發(fā)新能源上尤其高度重視對太陽能的開發(fā)和利用,隨著“十三五”規(guī)劃對可再生能源的大力扶持,中國在未來將繼續(xù)擴(kuò)大太陽能的利用規(guī)模,順應(yīng)全球能源轉(zhuǎn)型的大趨勢。太陽光泵浦光纖激光器是目前極具潛力的一種可能獲得高能量轉(zhuǎn)換效率和高功率激光輸出的太陽光泵浦固體激光器。更因為其輸出激光方向靈活機(jī)動,易于實現(xiàn)功率的級聯(lián)倍增,方便冷卻、光束質(zhì)量好、功率密度高等優(yōu)點而受到研究者的青睞。在分析現(xiàn)有的太陽能導(dǎo)光技術(shù)及太陽能泵浦激光器的基礎(chǔ)上,本課題對菲涅耳透鏡匯聚的太陽光泵浦激光器進(jìn)行設(shè)計。本文提出基于菲涅耳透鏡-錐棒-光纖的匯聚導(dǎo)光技術(shù),通過調(diào)整菲涅爾透鏡和錐棒的相對位置,改變錐棒接收端、輸出端的尺寸及錐棒長度和太陽光的入射偏角等參數(shù),利用TracePro軟件對此匯聚導(dǎo)光模塊進(jìn)行了光學(xué)模擬。以摻鐿雙包層光纖為增益介質(zhì),利用MATLAB軟件對穩(wěn)態(tài)條件下的速率方程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析泵浦光波長、增益光纖的摻雜濃度和光纖的尺寸及長度等對激光器閾值的影響,為太陽光泵浦型雙包層摻鐿光纖激光器的設(shè)計提供了理論依據(jù)�；诜治隹梢�,菲涅耳透鏡的聚光效果好、光學(xué)效率高,但光斑尺寸半徑相比光纖較大,直接耦合的效率較低。而在菲涅耳透鏡作為第一級聚光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,添加錐棒作為二級聚光系統(tǒng),將光纖置于錐棒輸出端后,光通量會有明顯的提高。此外,錐棒接收端面位置稍偏離焦點位置更有利于聚光,可根據(jù)實際情況在系統(tǒng)主軸方向上進(jìn)行移動調(diào)節(jié),從而確定最佳位置,優(yōu)化聚光的效果。同時經(jīng)數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),為獲得小的泵浦閾值功率需要較大吸收截面的泵浦光、小的纖芯有效截面積及較長長度的增益光纖。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN248
【圖文】：

圖 1.1 具有液體光波導(dǎo)透鏡的太陽光泵浦激光器錘形聚光腔混合泵浦腔；（b）液體光波導(dǎo)混合泵浦腔；（c）液體光波導(dǎo)透鏡的Figure 1.1 Hammer-shaped concentrator for a sunlight-pumped

圖 1.2 太陽光泵浦光纖激光器系統(tǒng)的原理圖Figure 1.2 Principle diagram of a solar pumped fiber laser system

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2723750