隨著光纖技術(shù)的發(fā)展,光纖的傳輸功率顯著提升,高功率的光纖系統(tǒng)在軍事、通信、制造等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。不過(guò)傳輸能量過(guò)高會(huì)引發(fā)光纖內(nèi)的非線性效應(yīng),通常選擇增大纖芯直徑降低能量密度,但是會(huì)增加導(dǎo)波模式數(shù)量;除此之外,光束在多模光纖中傳輸時(shí),多個(gè)導(dǎo)波模式之間有模式競(jìng)爭(zhēng)、模式耦合;激光器的泵浦源、諧振腔使用壽命減少,及配套電路器件老化等問(wèn)題,均會(huì)使出射光束的光束質(zhì)量下降,進(jìn)而對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的性能造成影響。光束質(zhì)量因子M²和其他評(píng)價(jià)光束質(zhì)量的參數(shù),僅能選擇性地反映激光束的傳輸情況或者聚焦程度,無(wú)法分析光束的模式特性。所以本文采取模式分解技術(shù)研究光纖激光的模式特性。論文首先分析光纖內(nèi)的本征模式特性及光束衍射傳輸?shù)幕驹?在此基礎(chǔ)上,公式推導(dǎo)驗(yàn)證基于相關(guān)濾波原理的模式分解技術(shù)的理論正確性。在仿真實(shí)現(xiàn)模式分解過(guò)程中,結(jié)合雙步ABCD算法,可調(diào)節(jié)遠(yuǎn)場(chǎng)頻譜面的抽樣單元尺寸,提高光斑分辨率。采用液晶位相調(diào)制器作為相關(guān)濾波器,對(duì)光纖出射光束進(jìn)行位相調(diào)制,使光纖內(nèi)傳輸?shù)谋菊髂Ｊ皆诳臻g上相互分離;提出遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)處理算法,將CCD的探測(cè)光強(qiáng)導(dǎo)入計(jì)算機(jī)中,結(jié)合算法操作后獲得光強(qiáng)分布,依據(jù)該光強(qiáng)數(shù)據(jù)可計(jì)算...

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光光束質(zhì)量評(píng)價(jià)
        1.2.2 激光模式分解技術(shù)
        1.2.3 相關(guān)濾波器的發(fā)展
    1.3 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 光纖內(nèi)激光模式分析
    2.1 光纖內(nèi)模式分析
        2.1.1 無(wú)源光纖內(nèi)模式分析
        2.1.2 有源光纖內(nèi)模式分析
    2.2 光束衍射傳輸
        2.2.1 衍射傳輸理論
        2.2.2 柯林斯公式
    2.3 像面抽樣單元尺寸可變算法
        2.3.1 兩步菲涅耳傳輸
        2.3.2 雙步ABCD算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于相關(guān)濾波器的模式分解
    3.1 基于相關(guān)濾波原理的模式分解技術(shù)
    3.2 相關(guān)濾波器的實(shí)現(xiàn)方法
        3.2.1 計(jì)算機(jī)全息片
        3.2.2 液晶空間光調(diào)制器
    3.3 誤差分析及優(yōu)化
        3.3.1 離焦因素
        3.3.2 焦移因素
        3.3.3 焦移誤差優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
第四章 模式分解的仿真分析
    4.1 模式分解仿真結(jié)果
    4.2 離焦仿真分析
        4.2.1 數(shù)值積分
        4.2.2 基于雙步ABCD算法
    4.3 焦移仿真分析
        4.3.1 LP模焦移誤差
        4.3.2 HG模焦移誤差
    4.4 計(jì)算機(jī)全息圖編碼及波前重現(xiàn)
        4.4.1 李威漢編碼
        4.4.2 羅曼III型編碼
    4.5 液晶位相調(diào)制器的仿真分析
        4.5.1 相息圖及波前重現(xiàn)
        4.5.2 遠(yuǎn)場(chǎng)光強(qiáng)數(shù)據(jù)處理
    4.6 本章小結(jié)
第五章 模式分解實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵器件介紹
        5.1.1 激光器和光纖性能參數(shù)
        5.1.2 液晶位相調(diào)制器
        5.1.3 CCD相機(jī)的性能參數(shù)
    5.2 搭建實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 少模光纖光場(chǎng)
        5.2.2 模式分解光場(chǎng)
        5.2.3 空間載頻分量實(shí)驗(yàn)分析
        5.2.4 離焦實(shí)驗(yàn)分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3890928