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《西北大学》 2018年
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1030nmDBR单频光纤激光器关键技术的研究

贾静  
【摘要】:由于单频光纤激光器在激光雷达、干涉检测、光谱学、激光医学和相干通信等方面越来越多的广泛应用,逐渐引起了科研工作者的广泛关注。近年来,随着掺杂多组分玻璃光纤技术的不断发展,短直腔结构的单频光纤激光器已成为激光器领域的研究热点,尤其是分布布拉格反射式(Distributed Bragg Reflector-DBR)结构的短腔光纤激光器,采用紧凑的全光纤结构,更有利于实现窄线宽、低噪声。本论文采用DBR短腔结构,采用石英玻璃基底、高掺杂Yb~(3+)增益光纤,分别以前向和后向泵浦方式,实现了输出波长为1030nm的单频激光输出,并对其输出进行了功率放大研究。主要的研究内容及成果如下:根据Yb~(3+)能级速率方程,模拟计算了分别在前向、后向泵浦方式下,线性腔DBR掺镱光纤激光器输出功率沿增益光纤长度的分布,讨论了激光器的输出功率、泵浦阈值和斜率效率与增益光纤长度的关系。在此基础上,又对前向泵浦掺镱光纤放大器的输出特性进行了理论研究,分别分析讨论了不同泵浦波长、种子光功率和泵浦光功率条件下放大输出功率与增益光纤长度的关系。在前向泵浦方式下,采用1.9cm的高浓度掺Yb~(3+)增益光纤,构建了输出波长为1030nm、有效腔长为2.8cm的DBR短腔光纤激光器,并对其进行了系统的实验研究。通过对该光纤激光器全反光纤光栅(HR-FBG)和耦合输出保偏光纤光栅(PMOC-FBG)进行精确温控,利用减小腔内有效增益带宽的方法,实现了单纵模运转。当HR-FBG和PMOC-FBG的温度分别为43.5℃和9℃时,该单频光纤激光器的最大输出功率为134m W,其斜效率为27.1%,激光线宽为9.5k Hz。同时,测量了实现单纵模输出情况下,HR-FBG的温度范围为42.6~46℃。此外,分别采用残余泵浦光放大和主振荡功率放大方式对该单频激光输出进行放大。在两种功率放大方式情况下,当放大增益光纤分别为7.5cm和14.5cm时,得到最大输出功率为分别为246m W和452m W,斜效率为50.1%和78.1%,放大后的线宽为12.6k Hz。接着,对该1030nm短腔DBR单频光纤激光器在后向泵浦方式下的运转情况也进行了实验研究。当PMOC-FBG温度控制在9℃、HR-FBG温度控制在43.4℃时,该光纤激光器实现了单纵模输出。当泵浦功率为451m W时,得到最大输出功率为126m W,其斜效率为28%,激光输出线宽为9.6k Hz。同时,还测得实现该激光器单纵模运转的情况下,HR-FBG温度的变化范围为42.2℃~46.3℃。此外,采用主振荡功率放大的方式对该单频光纤激光器进行放大研究。当增益光纤为14.5cm时,得到最大输出为455m W,其斜效率为75.8%,放大后的激光线宽为12.1k Hz。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN248

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【参考文献】
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1 赵宇;马可贞;杨德超;郭泽彬;张文栋;薛晨阳;闫树斌;;可用于传感领域的环形谐振腔游标效应的研究[J];激光技术;2014年03期
2 李健军;郑小兵;卢云君;张伟;谢萍;邹鹏;;硅陷阱探测器在350—1064nm波段的绝对光谱响应度定标[J];物理学报;2009年09期
3 张亮,张健,秦莉,许武,王立军;高能掺镱离子光纤激光器的研究[J];光子学报;2005年07期
4 葛强;单频光纤激光器[J];光机电信息;2005年07期
5 王天枢,郭玉彬,李军,孙雅东,白冰,李晓滨,胡贵军;全光纤型Er/Yb共掺光纤短腔激光器[J];中国激光;2004年10期
6 张劲松,李唐军,赵玉成,魏道平,简水生;分布反馈光纤激光器的研制[J];光学学报;2000年11期
7 张劲松,赵玉成,谢增华,魏道平,李唐军,简水生;单频DBR光纤激光器的设计[J];光通信研究;1998年02期
8 史寒星,吴铁;延时自外差测谱系统的基本要求[J];北京邮电大学学报;1997年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨昌盛;高性能大功率kHz线宽单频光纤激光器及其倍频应用研究[D];华南理工大学;2015年
2 陆宝乐;单频掺镱光纤激光器及其主振荡功率放大实验研究[D];西北大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 郝艳萍;全光纤型掺镱光纤激光器研究[D];河北师范大学;2013年
2 刘佳;高功率纳秒脉冲掺镱光纤激光器[D];北京工业大学;2012年
【共引文献】
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1 庞伟伟;郑小兵;李健军;史学舜;吴浩宇;夏茂鹏;高东阳;史剑民;戚涛;康晴;;溯源于低温辐射计的1064nm波段探测器绝对光谱响应度定标[J];红外与激光工程;2015年12期
2 杨真;;新型绝热微环谐腔型低功耗硅基调制器的设计[J];激光技术;2015年06期
3 李健军;孟凡刚;夏茂鹏;李正强;翟文超;李东辉;丁蕾;郑小兵;戚涛;;太阳辐射计实验室定标方法[J];大气与环境光学学报;2015年04期
4 张艳娜;郑小兵;李新;韦玮;庞伟伟;;溯源于低温绝对辐射计的太阳光谱辐照度仪定标方法研究[J];应用光学;2015年04期
5 庞伟伟;郑小兵;李健军;吴浩宇;史学舜;;低温辐射计的结构优化方案设计[J];应用光学;2015年03期
6 高冬阳;夏茂鹏;胡友勃;刘岩;盛文阳;李健军;郑小兵;;基于自发参量下转换的宽光谱分布实验研究[J];激光与光电子学进展;2015年05期
7 刘长明;史学舜;刘玉龙;赵坤;陈海东;刘红博;;硅陷阱探测器在325~980nm波段的绝对光谱响应率和量子效率测定[J];光电子·激光;2015年04期
8 安盼龙;赵瑞娟;郑永秋;薛晨阳;张成飞;李小枫;闫树斌;刘俊;;频谱仪快速测定窄线宽激光器线宽[J];红外与激光工程;2015年03期
9 夏茂鹏;李健军;李正强;高冬阳;庞伟伟;李东辉;郑小兵;;Research on calibration method in lab of direct solar channels of Sun photometer[J];Chinese Optics Letters;2014年12期
10 张艳娜;郑小兵;李新;刘恩超;李文伟;;基于可调谐激光器的太阳光谱辐照度仪定标方法[J];红外与激光工程;2014年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 郝海洋;基于MOPA结构的高功率纳秒脉冲光纤激光器研究[D];吉林大学;2018年
2 贾静;1030nmDBR单频光纤激光器关键技术的研究[D];西北大学;2018年
3 黄金;基于高掺杂Yb~(3+)石英光纤的DBR短腔单频光纤激光器的研究[D];西北大学;2017年
4 武小娟;铋/铒共掺光纤的发光与增益特性研究[D];北京邮电大学;2016年
5 郝艳萍;全光纤型掺镱光纤激光器研究[D];河北师范大学;2013年
【二级参考文献】
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1 于洪;;飞秒激光脉冲宽度测量研究[J];激光技术;2013年05期
2 孙若愚;刘江;谭方舟;王璞;;百皮秒激光脉冲的全光纤放大及应用[J];激光技术;2013年04期
3 武腾飞;梁志国;严家骅;张大鹏;;飞秒光学频率梳测距技术的研究进展[J];计测技术;2011年05期
4 应迪清;郑阳明;马慧莲;金仲和;;双频率调制谐振式光纤陀螺谐振谷分裂现象研究[J];传感技术学报;2007年06期
5 马慧莲,金仲和,丁纯,王跃林;二氧化硅光波导环形谐振腔[J];中国激光;2005年10期
6 李双,王骥,章骏平,吴浩宇,郑小兵;可见-近红外(488~944nm)基于低温辐射计的高精度光辐射绝对定标研究[J];光学学报;2005年05期
7 韩秀友,庞拂飞,蔡海文,方祖捷;环形波导谐振腔集成光学器件[J];激光与光电子学进展;2004年08期
8 马慧莲,金仲和,丁纯,王跃林;谐振腔光纤陀螺信号检测方法的研究[J];中国激光;2004年08期
9 冯鸣,阮双琛,杜晨林,杜戈果,吕可诚;掺Yb~(3+)双包层光纤激光器中频率上转换产生可见光的实验研究[J];光子学报;2004年06期
10 胡贵军,潘玉寨,郭玉彬,张亮,张军,王立军;基于光纤光栅的高功率光纤激光器[J];光子学报;2004年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘佳;高功率纳秒脉冲掺镱光纤激光器[D];北京工业大学;2012年
2 朱剑峰;非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器理论特性研究[D];太原理工大学;2011年
3 张志楠;窄线宽掺镱光纤激光器的研究[D];华中科技大学;2011年
4 徐玲玲;全光纤脉冲掺镱放大器[D];南开大学;2008年
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1 ;中国首台2万瓦光纤激光器正式装机将打破美国禁运[J];现代焊接;2016年12期
2 张宁;;掺铥光纤激光器结构与特性研究[J];北京联合大学学报;2018年02期
3 申玉霞;李飞;;基于优化神经网络的光纤激光器的最优设计[J];激光杂志;2017年02期
4 宋昭远;姚桂彬;张磊磊;张雷;龙文;;单频光纤激光器相位噪声的影响因素[J];红外与激光工程;2017年03期
5 刘毅;;首台2万瓦光纤激光器正式装机 打破国外技术垄断[J];中国设备工程;2017年01期
6 ;国产光纤激光器进入发展新阶段[J];锻压装备与制造技术;2017年04期
7 李昕芮;王子健;李增;冯玉玲;;双频调制的单环铒光纤激光器的混沌产生和同步[J];长春理工大学学报(自然科学版);2016年02期
8 庞雪莲;;全光纤激光器性能及主要技术介绍[J];信息技术与信息化;2015年04期
9 ;光纤激光器特种光纤最新进展及建议[J];功能材料信息;2015年03期
10 李延丽;董奇;柯文翔;曹巍;;企业创新 不负东风抢先机[J];湖北画报(上旬);2016年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 全昭;漆云凤;何兵;周军;;2μm波段连续拉曼光纤激光器研究[A];第十四届全国物理力学学术会议缩编文集[C];2016年
2 马建立;姜诗琦;于淼;刘海娜;王军龙;王学锋;;1.2kW单主振级全光纤激光器[A];激光聚变能源检测与驱动技术研讨会摘要集[C];2015年
3 赵水;段云锋;张秀娟;王强;邓明发;孙维娜;;1908nm掺铥全光纤激光器的研究[A];激光聚变能源检测与驱动技术研讨会摘要集[C];2015年
4 周军;何兵;李骁军;叶青;刘恺;漆云凤;楼祺洪;陈卫标;;高功率光纤激光核心部件与高功率光纤激光器的产业化[A];第十三届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2014年
5 史伟;;高端光纤激光器的研究现状[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
6 史伟;;基于光纤激光器的太赫兹源[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
7 镇伟;曹涧秋;陆启生;;相互注入式光纤激光器耦合阵列相干合成的研究进展[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
8 罗正钱;黄朝红;蔡志平;许惠英;刘孙丽;;掺磷拉曼光纤激光器的解析解及数值模拟[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
9 侯静;肖瑞;陈子伦;张斌;;3路光纤激光器阵列相干合成输出[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
10 刘艳格;董孝义;袁树忠;开桂云;刘波;付圣贵;王志;;全光纤激光器与放大器研究(特邀)[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
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1 夏燕;烽火通信:光纤激光器用掺镱光纤实现市场突破[N];人民邮电;2018年
2 MEB记者 余悦;光纤激光器市场爆发 全球市场规模超20亿美元[N];机电商报;2018年
3 本报记者 赵谦德 见习记者 李万晨曦;锐科激光打破国外激光设备垄断 整合光纤激光器产业链走向高端制造[N];证券日报;2018年
4 深圳商报记者 陈姝 通讯员 杨小彬;“激光打蚊子”机器人将于明年上市[N];深圳商报;2017年
5 记者 文俊 通讯员 余洋欢 实习生 董航;我省研发国内首台2万瓦光纤激光器[N];湖北日报;2016年
6 记者 李墨;我国首台万瓦光纤激光器在汉问世[N];湖北日报;2013年
7 CUBN记者 刘末;高功率光纤激光器市场进入竞争时代[N];中国联合商报;2013年
8 记者 王进;我国首台万瓦连续光纤激光器问世[N];中国船舶报;2013年
9 本报记者 李波;“万瓦光纤激光器”促3D打印“成行”[N];中国证券报;2013年
10 记者 邓洪涛 通讯员 陈俊 李慧;我国光纤激光器跨进全球三强[N];湖北日报;2011年
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1 杨超;大模场掺铥全光纤激光器研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 云灵;被动锁模光纤激光器中不同特性孤子的实验与理论研究[D];中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所);2016年
3 王庆凯;基于二维纳米材料的光纤激光器研究[D];湖南大学;2015年
4 李雕;基于低维纳米材料主、被动调制的脉冲光纤激光器研究[D];西北大学;2018年
5 田恺;时分/波分复用光纤传感系统及其关键技术研究[D];北京交通大学;2018年
6 谌亚;新型窄线宽光纤激光器和少模光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2018年
7 崔玉栋;碳纳米材料可饱和吸收器件的制备及其应用研究[D];中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所);2016年
8 韩冬冬;被动锁模光纤激光器孤子特性调控的研究[D];中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所);2016年
9 张海伟;全光纤单频掺铥光纤激光器和有源内腔光纤传感技术研究[D];天津大学;2017年
10 王建明;高功率单模光纤激光器关键技术及输出稳定性研究[D];华中科技大学;2017年
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1 李红旗;基于混合锁摸器件的超短脉冲激光产生的研究[D];陕西师范大学;2018年
2 柴通;被动锁模无波分裂光纤激光器的研究[D];陕西师范大学;2018年
3 张宇宁;单频光纤激光器的模式控制及调谐技术研究[D];华南理工大学;2018年
4 黄振鹏;978nm单频光纤激光器及其倍频研究[D];华南理工大学;2018年
5 刘明奕;基于金纳米棒和硫化铜纳米晶可饱和吸收体的脉冲光纤激光器的研究[D];吉林大学;2018年
6 张文超;保偏掺镱光纤锁模激光器的理论与实验研究[D];华东师范大学;2018年
7 赵磊;超强、超快光纤激光系统及种子源研究[D];中国科学技术大学;2018年
8 李庆玲;高功率可调谐掺Tm~(3+)光纤激光器的理论及实验研究[D];北京交通大学;2018年
9 李剑伟;掺Tm~(3+)锁模光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2018年
10 朱良琴;薄板不锈钢光纤激光器焊接技术研究[D];长江大学;2018年
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