孟庆阳:基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器论文

孟庆阳:基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器论文

本文主要研究内容

作者孟庆阳(2019)在《基于多模光纤/铒镱共掺光纤的光纤激光器》一文中研究指出:光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器,其应用范围非常广泛、包括光纤通信、光纤传感及作为其他激光器的泵浦源等。光纤随机激光器(Random fiber laser,RFL)是一种新型无腔光纤激光器,利用光纤中随机分布瑞利散射作为反馈。这种无腔光纤激光器具有输出频谱无纵模结构、输出稳定性好以及单横模等特点,并可被设计为可调谐输出、多波长输出、窄线宽输出以及级联输出等结构,具有良好的应用前景。早期对于光纤激光器的研究主要基于单模光纤(Single mode fiber,SMF),由于单模光纤的芯径较小,限制了高功率光纤激光器的发展,同时,由于单模光纤中的后向瑞利散射系数较低,使得光纤随机激光器的激射阈值较高,级联输出困难,且输出效率不高。因此对于新型光纤应用于光纤激光器的研究还需要进一步探索。本文将多模光纤(Multimode fiber,MMF)和铒镱共掺光纤应用于光纤激光器,实现了基于包层泵浦铒镱共掺光纤的光纤随机激光器和基于多模干涉滤波器的光谱调控,获得区别于传统光纤激光器的新性能。最后还利用多模光纤实现了低阈值,高光束质量的光纤激光器。首先,利用铒镱共掺光纤作为增益介质,SMF提供随机分布反馈。在泵浦源976 nm LD功率为9.80 W时,成功地产生了稳定的2.14 W的1550 nm随机激光和线性输出,斜率效率为22.7%。其次定制基于SMF-MMF-SMF结构的多模干涉滤波器(Multimode interference filter,MMIF),并将其放入光纤环形镜(Fiber loop mirror:FLM)实现光谱调控的功能。通过改变MMF的长度,可以在基于MMIF-FLM的光纤随机激光器中生成具有特定波长的单波长随机激光或具有选择性波长间隔的多波长随机激光。由于多模干涉滤波器的宽波长范围,也可以实现级联多波长随机激光。基于多模干涉滤波器的光谱可调光纤随机激光器具有明显的优点,例如全光纤结构,易于制造,宽工作波长范围和低成本等。此外,使用二向色镜构建泵浦全反射腔降低阈值,利用多模渐变折射率光纤发生拉曼效应时的光束净化效应净化多模激光,最终得到阈值为26.5 W,M2值为4.5,在入纤泵浦功率为41.5 W时输出功率为6.28 W的1020 nm光纤激光,斜效率达到41%。另外,提出全光纤化LD泵浦的多模光纤级联拉曼随机激光器实验方案,并进行仿真,得到不同长度的多模渐变折射率光纤时一阶和二阶随机激光的功率输出曲线,结果表明了激光输出功率和阈值与光纤长度之间的关系。本文提出的基于包层泵浦铒镱共掺光纤这种简单而新颖的光纤随机激光器可为开发高功率1.5 μm光源提供有前景的方法,有望广泛应用于光纤传感和光通信等领域。所提出的MMIF-FLM具有良好的功率承受能力,通过结合MMIF FLM和短长度腔,所提出的基于多模干涉滤波器的正向泵浦RFL既具有可调光谱特性也具有产生高功率,高效率随机激光的巨大潜力。所提出的LD直接泵浦的基于多模渐变折射率光纤的拉曼光纤激光器为开发高功率,高光束质量激光器提供新思路。

Abstract

guang qian ji guang qi shi zhi yong can xi tu yuan su bo li guang qian zuo wei zeng yi jie zhi de ji guang qi ,ji ying yong fan wei fei chang an fan 、bao gua guang qian tong xin 、guang qian chuan gan ji zuo wei ji ta ji guang qi de beng pu yuan deng 。guang qian sui ji ji guang qi (Random fiber laser,RFL)shi yi chong xin xing mo qiang guang qian ji guang qi ,li yong guang qian zhong sui ji fen bu rui li san she zuo wei fan kui 。zhe chong mo qiang guang qian ji guang qi ju you shu chu pin pu mo zong mo jie gou 、shu chu wen ding xing hao yi ji chan heng mo deng te dian ,bing ke bei she ji wei ke diao xie shu chu 、duo bo chang shu chu 、zhai xian kuan shu chu yi ji ji lian shu chu deng jie gou ,ju you liang hao de ying yong qian jing 。zao ji dui yu guang qian ji guang qi de yan jiu zhu yao ji yu chan mo guang qian (Single mode fiber,SMF),you yu chan mo guang qian de xin jing jiao xiao ,xian zhi le gao gong lv guang qian ji guang qi de fa zhan ,tong shi ,you yu chan mo guang qian zhong de hou xiang rui li san she ji shu jiao di ,shi de guang qian sui ji ji guang qi de ji she yu zhi jiao gao ,ji lian shu chu kun nan ,ju shu chu xiao lv bu gao 。yin ci dui yu xin xing guang qian ying yong yu guang qian ji guang qi de yan jiu hai xu yao jin yi bu tan suo 。ben wen jiang duo mo guang qian (Multimode fiber,MMF)he er yi gong can guang qian ying yong yu guang qian ji guang qi ,shi xian le ji yu bao ceng beng pu er yi gong can guang qian de guang qian sui ji ji guang qi he ji yu duo mo gan she lv bo qi de guang pu diao kong ,huo de ou bie yu chuan tong guang qian ji guang qi de xin xing neng 。zui hou hai li yong duo mo guang qian shi xian le di yu zhi ,gao guang shu zhi liang de guang qian ji guang qi 。shou xian ,li yong er yi gong can guang qian zuo wei zeng yi jie zhi ,SMFdi gong sui ji fen bu fan kui 。zai beng pu yuan 976 nm LDgong lv wei 9.80 Wshi ,cheng gong de chan sheng le wen ding de 2.14 Wde 1550 nmsui ji ji guang he xian xing shu chu ,xie lv xiao lv wei 22.7%。ji ci ding zhi ji yu SMF-MMF-SMFjie gou de duo mo gan she lv bo qi (Multimode interference filter,MMIF),bing jiang ji fang ru guang qian huan xing jing (Fiber loop mirror:FLM)shi xian guang pu diao kong de gong neng 。tong guo gai bian MMFde chang du ,ke yi zai ji yu MMIF-FLMde guang qian sui ji ji guang qi zhong sheng cheng ju you te ding bo chang de chan bo chang sui ji ji guang huo ju you shua ze xing bo chang jian ge de duo bo chang sui ji ji guang 。you yu duo mo gan she lv bo qi de kuan bo chang fan wei ,ye ke yi shi xian ji lian duo bo chang sui ji ji guang 。ji yu duo mo gan she lv bo qi de guang pu ke diao guang qian sui ji ji guang qi ju you ming xian de you dian ,li ru quan guang qian jie gou ,yi yu zhi zao ,kuan gong zuo bo chang fan wei he di cheng ben deng 。ci wai ,shi yong er xiang se jing gou jian beng pu quan fan she qiang jiang di yu zhi ,li yong duo mo jian bian she she lv guang qian fa sheng la man xiao ying shi de guang shu jing hua xiao ying jing hua duo mo ji guang ,zui zhong de dao yu zhi wei 26.5 W,M2zhi wei 4.5,zai ru qian beng pu gong lv wei 41.5 Wshi shu chu gong lv wei 6.28 Wde 1020 nmguang qian ji guang ,xie xiao lv da dao 41%。ling wai ,di chu quan guang qian hua LDbeng pu de duo mo guang qian ji lian la man sui ji ji guang qi shi yan fang an ,bing jin hang fang zhen ,de dao bu tong chang du de duo mo jian bian she she lv guang qian shi yi jie he er jie sui ji ji guang de gong lv shu chu qu xian ,jie guo biao ming le ji guang shu chu gong lv he yu zhi yu guang qian chang du zhi jian de guan ji 。ben wen di chu de ji yu bao ceng beng pu er yi gong can guang qian zhe chong jian chan er xin ying de guang qian sui ji ji guang qi ke wei kai fa gao gong lv 1.5 μmguang yuan di gong you qian jing de fang fa ,you wang an fan ying yong yu guang qian chuan gan he guang tong xin deng ling yu 。suo di chu de MMIF-FLMju you liang hao de gong lv cheng shou neng li ,tong guo jie ge MMIF FLMhe duan chang du qiang ,suo di chu de ji yu duo mo gan she lv bo qi de zheng xiang beng pu RFLji ju you ke diao guang pu te xing ye ju you chan sheng gao gong lv ,gao xiao lv sui ji ji guang de ju da qian li 。suo di chu de LDzhi jie beng pu de ji yu duo mo jian bian she she lv guang qian de la man guang qian ji guang qi wei kai fa gao gong lv ,gao guang shu zhi liang ji guang qi di gong xin sai lu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自电子科技大学的孟庆阳,发表于刊物电子科技大学2019-07-17论文,是一篇关于光纤激光器论文,拉曼光纤激光器论文,铒镱共掺光纤论文,多模光纤论文,瑞利散射论文,电子科技大学2019-07-17论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自电子科技大学2019-07-17论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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