连续掺镱光子晶体光纤激光器理论和实验研究

题名:连续掺镱光子晶体光纤激光器理论和实验研究
作者:左伟丽
学位授予单位:郑州大学
关键词:掺镱光子晶体光纤激光器;;传输特性;;输出特性;;冷却
摘要:

 光子晶体光纤可以实现大模场面积、内包层大数值孔径、高掺杂稀土乃至多芯设计,从而有效降低了光纤激光器高功率运转时的非线性效应和热效应,还能保持良好的光束质量,解决了常规光纤激光器存在的无法解决的问题,显示出了这个新生事物的广阔发展前景和应用市场。本文从理论和实验两方面对掺Yb3+光子晶体光纤激光器进行系统的研究。主要内容如下：

 1.简单介绍了掺镱光子晶体光纤激光器的特点,接着对国外和国内掺yb3+光子晶体光纤激光器的研究进展、主要应用和发展方向进Strong magnets行了综述,最后概述了本文的研究内容。

 2.简要阐述了掺Yb3+光子晶体光纤激光器的基本理论；描述了Yb3+离子的能级结构、光谱特性以及受激辐射的特点；对光子晶体光纤的导光机理以及折射率引导型光子晶体光纤的特性和优点进行了系统的归纳和阐述。

 3.建立了掺Yb3+光子晶体光纤激光器的理论模型。首先从麦克斯韦方程组导出的波动方程推导出光在光纤中的传输特性,并根据推导出的结论,利用comsol软件模拟出了光波在传输过程中基模模式的分布；接着,根据速率方程理论推导出了光子晶体光纤激光器的功率传输方程,并用MATLAB进行了数值模拟,进一步探讨了激光和泵浦光的功率分布、阈值、增益介质的长度、斜效率、输出透过率以及泵浦方式对激光输出的影响。为实验的优化设计提供了理论上的依据。

 4.对F-P腔掺Yb3+光子晶体光纤http://www.chinamagnets.biz/激光器进行了实验研究。获得了26.4W的激光输出,耦合效率为41.3%,斜率效率为44%。对实验结果和实验中影响激光器的因素进行了合理的分析,提出今后工作的构想和建议。
学位年度:2010