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脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论和实验研究

白晓磊  
【摘要】:掺镱双包层光纤激光器具有结构紧凑,输出波长范围宽,散热优良,易于实现高功率,高效率等特点。近些年来,技术不断成熟,在通信、工业、医疗等领域都有着广泛的应用。本论文对脉冲泵浦掺镱光纤激光系统进行了理论和实验的研究。主要内容如下: 1,介绍了掺镱双包层光纤激光器的基本原理,应用情况和国内外的发展现状。 2,对掺镱双包层光纤激光器的基础理论进行了理论概述,从速率方程出发,推导并分析了线性腔连续泵浦掺镱光纤激光器的输出特性。 3,对脉冲泵浦掺镱光纤主控振荡功率放大器(MOPA)系统放大级的输出特性进行了理论数值模拟,优化了泵浦脉冲宽度及种子信号脉冲进入放大器的时间。其结果与连续泵浦掺镱光纤放大级进行对比。 4,对脉冲泵浦下的掺镱光纤系统进行了实验研究: (1)由单模光纤的SBS效应实现被动调Q脉冲信号输出。由2.51W的915nm激光二极管泵浦,得到被动调Q输出脉冲序列,重复率为4.6kHz,平均功率为315mW,脉冲宽度约为500ns;单脉冲能量约为68.4μJ,峰值功率为136W。(2)脉冲泵浦掺镱光纤MOPA系统实验研究。实验中通过改变泵浦脉冲重复率和脉冲宽度,观察了被放大的脉冲信号,分析了放大结果,并与理论计算结果进行了对比。


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