掺镱微结构光纤激光器的设计与实验

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光纤激光器作为新一代的特种光源,同其它类型的激光器相比,具有结构简单、光束质量好、散热好以及高效率等优点,已成为激光领域内,尤其是高功率的光纤激光器关注的热点。因此,进一步提高光纤激光器的输出功率,并保证其高的光束质量,是当下急需解决的问题。采用大模场光子晶体光纤可以增加纤芯的损伤阈值,是提高输出功率的普遍方法,双包层光子晶体光纤的双包层光子晶体光纤(DC-PCF)的无截止单模特性导致纤芯模场面积增大时仍保持良好的单模传输特性,在不影响光束质量的前提下有效地降低非线性效应,因此特别适合高功率激光的传输。本文主要对掺镱双包层光子晶体光纤激光器的相关内容进行了研究,主要内容如下:  第一,阐述了光纤激光器的研究意义与发展过程,以及目前国内外光纤激光器的研究近况,然后结合光子晶体光纤的研究进展方向,介绍了一些关于光子晶体光纤的优良特性。  第二,分析了掺Yb3+光子晶体光纤中Yb3+离子的能级结构及其在玻璃基质中的跃迁过程,从模拟设计出发,简要介绍了光子晶体光纤的结构设计理论。从光纤激光器的工作原理出发,对光纤激光器的谐振腔和激光器的泵浦耦合方式进行了分析和介绍,特别是对F-P腔型结构进行了较为详细的介绍,这对第四章中实验光路的设计具有指导意义。  第三,介绍了光子晶体光纤预制棒制备和光纤拉制过程,对制备完成的光子晶体光纤进行各项性能测试,重点分析了光纤的吸收特性、损耗特性和荧光特性,这些对判断光纤质量的优劣具有一定的意义。  第四,主要从实验上探究了光子晶体光纤激光器。介绍了实验的实验装置的相关参数,对实验光路的设计进行详细的介绍。最后对激光实验的激光光谱图,激光器的斜率效率和激光的模式分布进行了分析。  
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