稀土離子摻雜的有源光纖激光器,由于其光束質量高、性能穩(wěn)定、波長選擇范圍寬等特點,在發(fā)光照明、熒光檢測、生物醫(yī)學、工業(yè)焊接、傳感、測距等諸多領域有著非常廣泛且重要的應用。摻鐿光纖由于其量子效率高、光束質量好等特點,基于摻鐿光纖的激光光源一直都是科研領域研究的熱點。本論文圍繞摻鐿光纖激光器,對摻鐿光纖的發(fā)光特性以及激光特性,進行了系統(tǒng)的理論數(shù)值計算分析和實驗研究。首先從鐿離子自身特點、能級結構、發(fā)光特性、光纖結構及其激光器的研究進展進行了系統(tǒng)的分析介紹。然后,從理論上分析了摻鐿光纖的基質特點、摻鐿芯棒的制備方法、以及摻雜單模光纖的設計原理,并分析了摻鐿光纖激光器模型及其脈沖和調(diào)諧的工作原理,為下面的實驗和數(shù)值計算提供了有益的指導和分析。在上述的理論基礎上,實驗探索了納米多孔玻璃的制備工藝流程,研究了納米多孔玻璃的孔道、形態(tài)、比表面積等重要特征,首次提出了將其作為一種新型的摻雜基質合成不同特征分布的金納米顆粒的方法,并利用金納米顆粒的表面等離子體共振效應,實現(xiàn)了對鐿離子熒光增強的調(diào)控,通過拉絲技術,成功制備了摻鐿-金納米顆粒的復合材料單模光纖。同時,基于多孔玻璃摻鐿有源芯制備的靈活性以及摻雜... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 鐿離子發(fā)光特點
    1.3 摻鐿光纖結構
    1.4 摻鐿光纖激光器
    1.5 摻鐿光纖激光器發(fā)展面臨的技術難題
    1.6 本論文研究內(nèi)容
2 摻鐿光纖制備及其激光器設計理論基礎
    2.1 摻鐿光纖的基質
    2.2 摻鐿光纖制備方法
    2.3 摻鐿光纖單模傳輸設計
    2.4 摻鐿光纖激光器理論
    2.5 本章小結
3 摻鐿光纖的材料制備及其發(fā)光增強實驗
    3.1 摻鐿納米多孔玻璃制備實驗
    3.2 摻鐿納米多孔玻璃發(fā)光增強實驗
    3.3 摻鐿納米多孔玻璃光纖制備
    3.4 本章小結
4 大模場摻鐿光纖數(shù)值仿真
    4.1 摻鐿光纖大模場結構
    4.2 摻鐿TC-PCF的耦合模方程求解
    4.3 摻鐿光纖TC-PCF的選模
    4.4 TC-PCF的制備
    4.5 本章小結
5 高重復頻率摻鐿光纖激光器的數(shù)值仿真
    5.1 理論模型建立
    5.2 理論與實驗分析
    5.3 1GHz重復頻率的負色散基模鎖模區(qū)域
    5.4 1GHz重復頻率的正色散基模鎖模區(qū)域
    5.5 5-20GHz重復頻率的基模鎖模區(qū)域穩(wěn)定性
    5.6 本章小結
6 摻鐿光纖激光器及1200nm波長可調(diào)諧激光器
    6.1 1090nm摻鐿光纖激光器
    6.2 1150nm拉曼光纖激光器
    6.3 1200nm波長的摻鈥光纖
    6.4 1200nm波長可調(diào)諧實驗
    6.5 本章小結
7 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀博士學位期間發(fā)表論文及申請專利目錄



本文編號：3194651