1060nm掺钕磷酸盐波导放大器研究与制备

【摘要】： 本文围绕掺钕磷酸盐玻璃放大器四能级结构,建立了适合于掺钕磷酸盐波导激光器放大系统的理论分析和实验相结合的物理模型,运用重叠积分法研究掺钕磷酸盐波导放大器(NDWA)的速率方程,并详细讨论Nd3+掺杂浓度、泵浦光功率、波导放大器长度、波导横截面积对增益特性的影响。数值模拟结果表明,掺钕磷酸盐波导放大器的理论模型基本和试验结论、相关文献相吻合,因而该理论模型对掺钕波导放大器的优化设计有一定的指导意义。 运用离子交换法和沟道波导制作技术,在掺钕磷酸盐玻璃基片上制作了平面与沟道波导。通过试验,获得了制作掺钕磷酸盐波导的最佳熔盐配比AgNO3:KNO3按6%:94%的质量比,交换时间在40分钟左右,可以得到单模波导。利用m线技术得到了632.8nm波长的激光在离子交换平面光波导中传播的模折射率。根据实验测得的模折射率,用反WKB方法求出了离子交换平面波导中折射率的横向分布。 最后,应用FD-BPM法,结合波导模式理论,论述了FD-BPM的TBC边界条件。利用FD-BPM法,对在平板波导以及波导折射率为渐变折射率分布的沟道波导内传播的波长为802nm的泵浦光和1060nm的信号光的光场进行了模拟。对平面波导和沟道波导内光场的分布进行分析,观察光场在两种不同结构的波导中的传播情况,进一步优化波导的设计和制作。