基于增益開關(guān)的2μm摻銩光纖激光器的研制.pdf

1、2μm波段的納秒級摻銩激光器在軍事、工業(yè)加工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用需求，而全光纖化結(jié)構(gòu)的摻銩光纖激光器以其結(jié)構(gòu)緊湊、可維護性好等優(yōu)點成為當前的研究熱點。國內(nèi)外實驗研究表明，以1550nm附近的脈沖光纖激光器作為泵浦源的增益開關(guān)摻銩光纖激光器是目前實現(xiàn)全光纖化脈沖摻銩光纖激光器的最好方式。本文對脈沖摻鉺光纖放大器及其泵浦的增益開關(guān)摻銩光纖激光器進行了理論分析與實驗研究。
　　在理論方面，首先介紹了光纖光柵的基本原理和耦合模理論，推導(dǎo)出

2、均勻布拉格光柵的反射率和反射譜帶寬的表達式;然后闡述了摻鉺光纖放大器的原理，并對摻鉺光纖放大器的理論模型進行了討論，以近似二能級系統(tǒng)為基礎(chǔ)推導(dǎo)出放大器的增益公式，從而進一步討論了放大器閾值泵浦功率和最佳摻鉺光纖長度;最后介紹了增益開關(guān)的原理和摻銩光纖激光器的速率方程理論，并推導(dǎo)了激光器閾值能量、脈沖建立時間和脈沖寬度的表達式。
　　在實驗方面，首先通過載氫裝置提高光纖的光敏性，并利用相位掩模法制備了各種參數(shù)的光纖光柵，其中包括后面

3、摻銩實驗所需的2μm光纖光柵;然后進行了以脈沖調(diào)制的1551nm半導(dǎo)體激光器作為種子源的三級摻鉺光纖放大器的實驗，種子源輸出功率為20μW，設(shè)置重頻為100kHz、脈寬為104ns，第一級放大采用1.3m摻鉺光纖(EDF)，獲得的最高輸出平均功率為32.5mW，第二級放大采用4.6m鉺鐿共摻光纖(EYDF)，在泵浦功率為5W的情況下，獲得的最大輸出功率為1.218W，第三級放大采用4m鉺鐿共摻光纖，在泵浦功率為11.83W的情況下，獲得