光纖激光器在近年來由于其結(jié)構(gòu)緊湊,較高的光束質(zhì)量受到工業(yè)界以及學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。其中,摻銩光纖激光器憑借其可產(chǎn)生人眼安全波長的激光,決定了其在生物、醫(yī)學(xué)等應(yīng)用領(lǐng)域具有無可替代的地位。但是,由于其波長的特殊性以及技術(shù)的限制,導(dǎo)致了2μm波段的器件價格過高,這也極大程度上限制了摻銩光纖激光器的研究與應(yīng)用。本文的主要工作為以下幾點:1.本文分析了銩離子的能級結(jié)構(gòu),泵浦方式,并對其中的³H₆-³H₄泵浦方式進行了理論建模,對其速率方程進行推導(dǎo),并最終通過MATLAB的syms函數(shù)求解方程,并進行仿真實驗,討論分析摻雜離子的濃度,光纖長度對摻銩光纖激光器的影響,著重分析了交叉弛豫現(xiàn)象對摻銩光纖吸收泵浦光性能的影響,并得出當(dāng)摻雜濃度為324m105.6-′時,摻銩光纖最佳長度為14m,此時可以充分吸收泵浦光,使得摻銩光纖激光器的輸出性能可以達到最優(yōu)。2.用實驗室自制的雙錐結(jié)構(gòu)光纖作為濾波器加入Theta腔摻銩光纖激光器系統(tǒng)中,成功激射出單波長、雙波長和三波長激光:在1978.8nm波段激射出消光比為23dB,3...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的研究目的及其意義
    1.2 摻銩光纖激光器的研究進展
    1.3 摻銩光纖激光器的應(yīng)用及特點
    1.4 論文主要內(nèi)容
    1.5 論文創(chuàng)新點
    1.6 論文章節(jié)安排
第2章 摻銩光纖激光器的理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 摻銩光纖激光器
        2.2.1 摻銩光纖激光器基本結(jié)構(gòu)
        2.2.2 雙包層摻銩光纖
        2.2.3 常用腔結(jié)構(gòu)
        2.2.4 Theta腔
    2.3 摻銩光纖激光器性能影響因素
        2.3.1 泵浦功率
        2.3.2 光纖長度
        2.3.3 摻雜濃度
        2.3.4 光纖基質(zhì)材料
    2.4 銩離子的能級結(jié)構(gòu)及泵浦方式
        2.4.1 ³H₆-³F₄泵浦方式
        2.4.2 ³H₆-³H₅泵浦方式
        2.4.3 ³H₆-³H₄泵浦方式
        2.4.4 帶交叉馳豫模型的數(shù)學(xué)分析
    2.5 摻銩光纖激光器性能指標(biāo)
        2.5.1 輸出功率
        2.5.2 閾值功率
        2.5.3 斜率效率
    2.6 雙錐結(jié)構(gòu)光纖
    2.7 本章小結(jié)
第3章 摻銩光纖激光器特性參數(shù)影響因素仿真結(jié)果及分析
    3.1 引言
    3.2 參數(shù)討論
    3.3 交叉弛豫項對泵浦光吸收性能的影響
    3.4 不同摻雜濃度下正向泵浦光沿光纖的分布
    3.5 不同摻雜濃度下激光總功率沿光纖的分布
    3.6 本章小結(jié)
第4章 無隔離器Theta腔摻銩光纖激光器基礎(chǔ)實驗研究
    4.1 引言
    4.2 泵浦源測試
        4.2.1 泵浦源輸出功率測試
        4.2.2 泵浦源輸出光譜及穩(wěn)定性測試
    4.3 相關(guān)元器件測試
        4.3.1 功率剝除器(CPS)損耗測試
        4.3.2 耦合器(Coupler1)測試
        4.3.3 耦合器(Coupler2)測試
    4.4 Theta腔摻Tm³⁺光纖激光器的實驗方案設(shè)計
    4.5 Theta腔摻Tm³⁺光纖激光器的實驗結(jié)果與分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于雙錐光纖的無隔離器Theta腔摻Tm³⁺光纖激光器實驗研究
    5.1 引言
    5.2 基于雙錐光纖無隔離器Theta腔摻Tm³⁺激光器的改進實驗方案
    5.3 基于雙錐光纖濾波器的設(shè)計與制作
        5.3.1 雙錐光纖
        5.3.2 雙錐光纖的設(shè)計與制作
        5.3.3 雙錐光纖濾波器性能測試
    5.4 基于雙錐光纖濾波器的Theta腔摻Tm³⁺光纖激光器實驗研究
        5.4.1 單波長輸出激光光譜測試
        5.4.2 雙波長輸出激光光譜測試
        5.4.3 三波長輸出激光光譜測試
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附錄A 部分實驗設(shè)備
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝



本文編號：3917529