本文關(guān)鍵詞：大功率光纖端帽和光纖功率合束器研究

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【摘要】：光纖激光器具有轉(zhuǎn)換效率高、光束質(zhì)量好、熱管理方便、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)加工和國防安全等領(lǐng)域。近年來光纖激光器的輸出功率不斷提高,已經(jīng)成為高功率激光發(fā)展的重要方向之一。但是,受光纖端面損傷、非線性效應(yīng)及熱效應(yīng)等因素的限制,光纖激光器的功率提升面臨著巨大挑戰(zhàn)。大功率光纖端帽能夠提高光纖激光器輸出端面的損傷閾值,有效解決光纖端面損傷問題。而光纖功率合束器則可以通過將多路高功率的光纖激光合束到一根光纖得到更高輸出功率,是突破單根光纖激光器輸出功率瓶頸的重要方案之一。本論文圍繞光纖端帽和光纖功率合束器這兩種大功率光纖器件開展研究,研究工作主要包括以下幾個方面:1、理論計算了信號激光在光纖端帽中傳輸?shù)墓獍咧睆�、回光損耗以及腰斑偏移量等參數(shù),并進行了實驗驗證。制作了大功率少模光纖端帽和多模光纖端帽,并分別進行了3.01 kW和6.26 kW的高功率測試。開展了一體化光纖端帽準(zhǔn)直器的理論和實驗研究,實現(xiàn)了大功率光纖激光的直接空間耦合,測量耦合損耗小于0.3dB。2、基于三層介質(zhì)波導(dǎo)模型分析了拉錐單芯光纖和拉錐多芯光纖的模式特性,推導(dǎo)了拉錐多芯光纖纖芯基模截止條件的近似公式。基于單芯光纖的拉錐技術(shù)制作了單模光纖和大模場光纖之間的單模光纖模場適配器,測量傳輸損耗小于0.4dB。分別基于控制空氣孔塌縮技術(shù)和選擇空氣孔塌縮技術(shù)制作了多芯光子晶體光纖模場適配器,實現(xiàn)了雙包層光纖和七芯光子晶體光纖的低損耗熔接,最小損耗值為0.22 dB,解決了基于光子晶體光纖的百瓦量級超連續(xù)譜光源的瓶頸問題。3、建立了纖芯耦合型光纖功率合束器的理論模型并開展了相關(guān)實驗研究�；趯�(dǎo)模分解法建立了纖芯耦合型光纖功率合束器的理論模型,分析了輸入光纖不同偏移條件下輸出光纖中激發(fā)的模式特性�；诠馐鴤鞑シǚ抡娣治隽死w芯耦合型光纖功率合束器用于光纖激光非相干合成的合成特性,實驗制作了7×1纖芯耦合型光纖功率合束器并進行了大功率單模光纖激光合成,實現(xiàn)了輸出功率為6.08kW,光束質(zhì)量為M~2-10.2的激光合成。仿真分析了纖芯耦合型光纖功率合束器用于超連續(xù)譜光纖激光的非相干合成效果,并進行了大功率合成實驗,實現(xiàn)了7路合成功率為802 W、光譜覆蓋1060-1700 nm的高功率超連續(xù)譜輸出。4、建立了包層耦合型光纖功率合束器的理論模型并開展了相關(guān)實驗研究。基于拉錐多芯光纖的模式演化規(guī)律建立了包層耦合型光纖功率合束器的理論模型,采用解析方法求解了包層耦合型光纖功率合束器實現(xiàn)非相干合成的合束激光光束質(zhì)量。結(jié)果表明,對于3×1和7×1包層耦合型光纖功率合束器,合成激光光束質(zhì)量極限分別為M~2-1.75和M~2-2.70。仿真分析了拉錐長度、有效包層厚度比、輸出光纖纖芯直徑和熔錐光纖束包層形狀等因素合成激光光束質(zhì)量的影響。實驗制作了7×1包層耦合型光纖功率合束器并進行了大功率單模光纖激光合成,實現(xiàn)了輸出功率為6.26 kW,光束質(zhì)量為M~2-4.3的激光合成,輸出功率指標(biāo)和光束質(zhì)量指標(biāo)均為目前國際上公開報道的最高水平。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN253

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳秀娥;;蘇聯(lián)研制成能經(jīng)受低溫的光纖[J];激光與光電子學(xué)進展;1986年12期

2 蔡春平，高秀敏;光纖彎曲與抗彎曲光纖[J];應(yīng)用光學(xué);1996年03期

3 范明海,王壽泰,徐傳驤;紫外光固化塑料光纖包層材料[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);1997年06期

4 范明海,王壽泰,徐傳驤;塑料光纖包層的研究[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;1998年09期

5 Ies Aseere;光纖互連正成為主流技術(shù)[J];今日電子;2000年12期

6 邱小波;;淺析在生產(chǎn)中對光纖性能參數(shù)的控制[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);2006年01期

7 秦大甲;國外傳感用特殊光纖的發(fā)展動態(tài)[J];光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù);1994年02期

8 ;光纖及其傳輸理論[J];中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué)文摘;2001年03期

9 許英;帶狀光纖熔接特點與工藝[J];有線電視技術(shù);2004年13期

10 尚守鋒;顧慶昌;陳偉;;淺談光纖熔接技術(shù)[J];科技信息;2012年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 俞華;黃本華;劉炯;洪留明;;光纖剝離力的影響因素分析[A];光纖材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（試點）推進暨學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2012年

2 薛夢馳;;光纖的彎曲損耗、抗彎曲光纖標(biāo)準(zhǔn)G．657及試驗[A];中國通信學(xué)會2007年光纜電纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 趙建東;賀作為;王德榮;;適用于光纖到戶的抗彎曲光纖[A];中國通信學(xué)會2006年光纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

4 汪洪海;程銘;;DMD在高貝~(?)光纖測試中的應(yīng)用[A];中國通信學(xué)會2002年光纜電纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2002年

5 宋君;王檣;王德榮;;光纜中光纖PMD特性的研究[A];中國通信學(xué)會2006年光纜學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

6 張少飛;陳文建;;光纖傳像束串?dāng)_率的測量研究[A];全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

7 黃方平;;光纖初次涂層模量測試方法[A];全國第十次光纖通信暨第十一屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議（OFCIO’2001）論文集[C];2001年

8 吳平輝;隋成華;魏高堯;;納米光纖的光學(xué)傳輸特性及其應(yīng)用[A];2009年先進光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會論文集（上冊）[C];2009年

9 遲澤英;陳文建;李武森;蔡振治;;無源光纖傳像技術(shù)軍事應(yīng)用研究[A];全國第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

10 崔得東;郝重陽;寧瑾歌;;制導(dǎo)光纖彎曲損耗研究[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會會議文集（E 光電子器件技術(shù)專題）[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 亨通光纖科技有限公司 俞亮　郭浩林 陸國慶 焦猛 廖平錄;耐高溫光纖開拓光纖應(yīng)用新市場[N];人民郵電;2013年

2 嚴尉鎮(zhèn);天氣炎熱 4種耐高溫光纖顯身手[N];人民郵電;2014年

3 江蘇亨通光電股份公司 尹紀(jì)成　王英明 周春東 竇方芹;2010年光纖產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能突破1億芯公里[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2011年

4 本報記者 馮健;光纖市場趨穩(wěn) 行業(yè)競爭加劇[N];中國電子報;2010年

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1 衛(wèi)正統(tǒng);微納光纖倏逝場特性及微污染傳感技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

2 張強;全光纖低頻振動傳感器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 孫將;基于強耦合波雙芯光纖的多波長激光器和強激光少模光纖的研究[D];北京交通大學(xué);2016年

4 劉超;光纖聲光可調(diào)諧濾波器的特性研究及應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2016年

5 周航;高效率光纖合束器關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

6 陳郁芝;新型結(jié)構(gòu)的光纖表面等離子體共振傳感器及其生化應(yīng)用研究[D];深圳大學(xué);2017年

7 劉曉慧;免標(biāo)記光纖琺—珀生物傳感機理與實驗研究[D];山東大學(xué);2017年

8 廉玉東;新型特種光纖及其應(yīng)用的研究[D];北京交通大學(xué);2017年

9 周旋風(fēng);大功率光纖端帽和光纖功率合束器研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

10 趙瑞峰;雙芯光纖的理論研究及新型雙芯光纖全接入連接器的研制[D];北京交通大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳繼旋;基于微納光纖的磁場可調(diào)諧器件的理論與實驗研究[D];天津理工大學(xué);2015年

2 孫慧慧;光纖內(nèi)馬赫澤德干涉微腔的飛秒激光制備及溫鹽傳感特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

3 柯華恒;基于光功率探測型光纖熔接機五維自動對準(zhǔn)系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];福建師范大學(xué);2015年

4 陳施潔;基于LP_(21)模式的單光纖光鑷系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2015年

5 劉凌輝;長距離錐形光纖燈的研究[D];河南師范大學(xué);2015年

6 柳媛瑾;短距離光纖應(yīng)變傳感系統(tǒng)[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

7 錢文婷;光纖延遲線環(huán)境適應(yīng)性及精度研究[D];電子科技大學(xué);2015年

8 鄭楊子;微納光纖的制備和傳感應(yīng)用[D];中國計量學(xué)院;2015年

9 徐翠萍;光纖錐氣相刻蝕的制備方法研究[D];安徽大學(xué);2016年

10 楊芳;通信用多芯光纖的光學(xué)特性研究[D];華中科技大學(xué);2014年

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本文編號：1257927