纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器研究

发布时间：2017-10-11 02:05

  本文关键词：纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器研究

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【摘要】：本文主要对纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器基本工作原理、结构、输出特性,激光放大技术,调Q技术进行了研究,分别以声光调Q光纤激光器和被动调Q固体激光器作为种子源,利用激光放大技术对纳秒脉冲光纤激光进行光纤放大,测量不同种子源输出时放大器的放大功率、脉冲波形,优化激光器各项参数。在利用声光调Q方式获得纳秒脉冲时,调制频率为20-60kHz,中心波长为1064.19nm。在重复频率为20kHz时,脉冲宽度为77ns,最大输出功率为26.19W,纳秒脉冲的峰值功率为17.0kW;在重复频率为60kHz时,获得的最大输出功率为28.10W,脉冲宽度163ns,峰值功率为2.9kW,脉冲峰值功率随着重复频率的增加逐渐降低。利用被动调Q获得纳秒脉冲时,重复频率为71.4kHz,当泵浦功率为5.2W时,输出功率为2.78W,斜率效率为53.8%,峰值功率为15.15kW。
【关键词】：光纤激光器 掺镱 双包层光纤 调Q
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 光纤激光器的国内外研究进展8-11
• 1.3 纳秒脉冲光纤激光器的优点及应用11-14
• 1.3.1 纳秒脉冲光纤激光器的优点11-12
• 1.3.2 纳秒脉冲光纤激光器的应用12-14
• 1.4 纳秒脉冲光纤激光器的研究目的和意义14
• 1.5 本文主要内容14-15
• 1.6 本章小结15-16
• 第二章 纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器的基本理论16-25
• 2.1 光纤激光器的基本原理16-17
• 2.2 光纤激光器的谐振腔17
• 2.3 Yb~(3+)能级结构及光谱特性17-21
• 2.3.1 Yb~(3+)能级结构特性与速率方程18-20
• 2.3.2 Yb~(3+)光谱特性分析20-21
• 2.4 双包层光纤21-23
• 2.4.1 双包层光纤的结构21-22
• 2.4.2 双包层光纤的特点22-23
• 2.5 影响光纤激光器的因素23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器的关键技术25-37
• 3.1 MOPA结构25
• 3.2 调Q技术25-32
• 3.2.1 调Q速率方程26-27
• 3.2.2 声光调Q结构27-29
• 3.2.3 声光效应种类29-30
• 3.2.4 被动调Q结构30-32
• 3.3 抽运耦合技术32-35
• 3.3.1 光纤端面抽运耦合技术32-33
• 3.3.2 熔锥侧面抽运耦合技术33-34
• 3.3.3 V型槽侧面抽运耦合技术34
• 3.3.4 嵌入式抽运耦合技术34-35
• 3.4 光纤合束技术35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 纳秒脉冲镱掺杂光纤激光器的实验研究37-46
• 4.1 纳秒脉冲光纤激光器的实验装置37-38
• 4.2 纳秒脉冲光纤激光器的实验结果与分析38-43
• 4.2.1 纳秒脉冲光纤激光器种子源38-39
• 4.2.2 纳秒脉冲光纤激光器放大级39-42
• 4.2.3 结果分析42-43
• 4.3 以被动调Q固体激光器作为种子源的纳秒脉冲光纤激光器43-44
• 4.4 本章小结44-46
• 结论46-47
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文47-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-50

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本文编号：1009856