本文關(guān)鍵詞：高功率摻鐿光纖激光器時域調(diào)制特性的研究

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【摘要】：高功率光纖激光器憑借其高亮度、高功率、可調(diào)諧等諸多優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于光通信、醫(yī)療、軍事、激光工業(yè)加工等重要領(lǐng)域。為了滿足金屬加工以及3D打印等行業(yè)對光纖激光器輸出光功率和工作速度的實際需求,本文實驗研究了高功率摻鐿光纖激光器的時域調(diào)制特性,實現(xiàn)了500W連續(xù)摻鐿光纖激光器最大調(diào)制頻率10kHz,占空比可調(diào)的穩(wěn)定調(diào)制激光輸出。首先,本文基于激光電源的恒流理論,采用數(shù)字化開關(guān)電源和基于場效應(yīng)管的恒流電路,得到了0-36A可調(diào)且長期工作穩(wěn)定性高的直流輸出電流,并通過調(diào)節(jié)激光電源的驅(qū)動電壓,解決了時域調(diào)制過程中出現(xiàn)的電流過沖和振蕩問題,實現(xiàn)了頻率和占空比均可調(diào)的穩(wěn)定調(diào)制電流輸出。其次,根據(jù)可調(diào)制高功率光纖激光器對泵浦光源的要求,本文采用電流直接調(diào)制法對半導(dǎo)體激光器的時域調(diào)制特性進行了研究,得到了電光延遲時間短,信號響應(yīng)度高的可調(diào)制泵浦光。最后,本文采取調(diào)制泵浦光直接泵浦的方式,對500W連續(xù)摻鐿光纖激光器進行了時域調(diào)制,得到了輸出光功率、光電延遲時間和調(diào)制頻率以及調(diào)制脈寬之間的關(guān)系,并對時域調(diào)制過程中的激光調(diào)Q現(xiàn)象進行了研究,得到了激光調(diào)Q產(chǎn)生的巨脈沖脈寬和驅(qū)動電流的關(guān)系。針對巨脈沖輸出問題,本文通過增大驅(qū)動偏置電流,抑制了輸出脈沖,最終實現(xiàn)了連續(xù)摻鐿光纖激光器最大調(diào)制頻率10kHz,占空比可調(diào)的穩(wěn)定調(diào)制激光輸出。
【關(guān)鍵詞】：高功率光纖激光器 摻鐿光纖激光器 時域調(diào)制 電流調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN248
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-16
• 1.1 高功率光纖激光器概述7-9
• 1.2 高功率光纖激光器時域調(diào)制研究進展9-14
• 1.3 本文的研究目的和意義14-15
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 2 高功率摻鐿光纖激光器原理及結(jié)構(gòu)16-21
• 2.1 雙包層光纖的基本結(jié)構(gòu)和工作原理16-17
• 2.2 Yb~(3+)的能級原理17-19
• 2.3 光纖激光器基本結(jié)構(gòu)19-21
• 3 激光電源時域調(diào)制研究21-36
• 3.1 激光電源的恒流理論21-27
• 3.1.1 激光電源恒流源22-24
• 3.1.2 半導(dǎo)體激光器的負載特性24-26
• 3.1.3 負載伏安特性對恒流源的影響26-27
• 3.2 激光電源時域調(diào)制測試方案27-28
• 3.3 激光電源時域調(diào)制實驗28-35
• 3.3.1 激光電源系統(tǒng)組成28-29
• 3.3.2 假負載驅(qū)動電流時域特性實驗29-32
• 3.3.3 半導(dǎo)體激光器驅(qū)動電流時域特性實驗32-34
• 3.3.4 激光電源時域調(diào)制實驗結(jié)果分析34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 高功率光纖激光器泵浦源時域調(diào)制研究36-42
• 4.1 半導(dǎo)體激光器時域調(diào)制特性理論36-37
• 4.2 泵浦源時域調(diào)制實驗37-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 5 高功率光纖激光器時域調(diào)制研究42-57
• 5.1 500W摻鐿光纖激光器系統(tǒng)42-45
• 5.2 高功率光纖激光器連續(xù)輸出實驗45-46
• 5.3 高功率摻鐿光纖激光器時域調(diào)制實驗46-56
• 5.3.1 光纖激光器時域調(diào)制光功率研究46-49
• 5.3.2 光纖激光器時域特性研究49-51
• 5.3.3 光纖激光器調(diào)Q現(xiàn)象研究51-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 6 總結(jié)和展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-63
• 附錄63

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本文編號：861214