稀土離子摻雜的有源光纖激光器,由于其光束質(zhì)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(xué)、工業(yè)焊接、傳感、測距等諸多領(lǐng)域有著非常廣泛且重要的應(yīng)用。摻鐿光纖由于其量子效率高、光束質(zhì)量好等特點,基于摻鐿光纖的激光光源一直都是科研領(lǐng)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(jìn)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(jié)構(gòu)、發(fā)光特性、光纖結(jié)構(gòu)及其激光器的研究進(jìn)展進(jìn)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(zhì)特點、摻鐿芯棒的制備方法、以及摻雜單模光纖的設(shè)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(dǎo)和分析。在上述的理論基礎(chǔ)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(zhì)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(yīng),實現(xiàn)了對鐿離子熒光增強(qiáng)的調(diào)控,通過拉絲技術(shù),成功制備了摻鐿-金納米顆粒的復(fù)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(xué)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(xué)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(jié)構(gòu)
    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(shù)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(shè)計理論基礎(chǔ)
    2.1 摻鐿光纖的基質(zhì)
    2.2 摻鐿光纖制備方法
    2.3 摻鐿光纖單模傳輸設(shè)計
    2.4 摻鐿光纖激光器理論
    2.5 本章小結(jié)
3 摻鐿光纖的材料制備及其發(fā)光增強(qiáng)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(qiáng)實驗
    3.3 摻鐿納米多孔玻璃光纖制備
    3.4 本章小結(jié)
4 大模場摻鐿光纖數(shù)值仿真
    4.1 摻鐿光纖大模場結(jié)構(gòu)
    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(jié)
5 高重復(fù)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(fù)頻率的負(fù)色散基模鎖模區(qū)域
    5.4 1GHz重復(fù)頻率的正色散基模鎖模區(qū)域
    5.5 5-20GHz重復(fù)頻率的基模鎖模區(qū)域穩(wěn)定性
    5.6 本章小結(jié)
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(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表論文及申請專利目錄



本文編號：3194651