高功率波导激光器中高阶模式抑制研究
发布时间：2021-11-03 14:00
作为一种新型波导结构,增益导引-折射率反导引（GG-IAG）波导在高功率激光器中应用广泛,当泵浦功率不太高时,GG-IAG波导激光器可以在超大模场维持单模激光输出,但是随着泵浦功率的不断提高,由于其自身波导结构存在的问题,仍然会导致高阶模式的激射,从而限制了光束质量。为了进一步抑制大模场高功率波导激光器中的高阶模式,改善其光束质量,本文基于增益导引-折射率反导引（GG-IAG）理论,在对称的平面波导结构中添加了一层间隔层,设计了一种对称分层GG-IAG波导结构。利用间隔层对模式的选择性,在降低基模模式泄露损耗的同时,进一步加大了基模与高阶模式稳定振荡的阈值增益系数之间的差异。当波导层中的增益介于基模和次高阶模式的阈值增益系数之间时,就可以使基模在模式竞争中占据较大优势,从而抑制高阶模式,保证单模输出。本文从理论和数值计算两方面对该波导结构的导模原理和抑制高阶模式的方法进行了细致深入的研究。主要研究内容包含以下几个部分:1、从射线光学的角度给出了理论分析模型。从波导条件入手,得到满足传输波导条件的各阶模式对应的入射角,然后根据光路传输模型和多光束干涉原理,得到各个模式的等效复反射系数,进...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统平面波导结构（a）波导结构模型图
在满足全反射的条件下，研究者们提出了诸多方法，如双包层波导[18][19]，见图1-2（a），梯形波导[20]，如图 1-2（b）所示，多模波导的自成像结构[21]、MOPA 结构[22]、泄露波导结构[23][24]等。图 1-2 波导模型图（a）双包层波导模型图；（b）梯形波导模型图2014 年，全球第四大军工企业雷声公司采用掺 Yb:YAG 作为波导层，采用 MOPA方案，并结合平面波导的结构特性，设计了 PWG 激光器[25]，实现了单个波导 30kW 的激光输出
一直是研究的热点[17]。为了在获得高功率激光输出的反射的条件下，研究者们提出了诸多方法，如双包层波波导[20]，如图 1-2（b）所示，多模波导的自成像结构[21]、3][24]等。图 1-2 波导模型图（a）双包层波导模型图；（b）梯形波导球第四大军工企业雷声公司采用掺 Yb:YAG 作为波导层面波导的结构特性，设计了 PWG 激光器[25]，实现了单质量较好，该激光器系统示意图见图 1-3。但是该激光(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面波导激光器的研究进展[J]. 陈思露,刘琪,孟俊清,陈卫标. 激光与光电子学进展. 2017(05)
[2]高平均功率固体激光器研究进展[J]. 甘啟俊,姜本学,张攀德,姜益光,陈水林,张龙. 激光与光电子学进展. 2017(01)
[3]高功率平面波导激光器研究进展及分析[J]. 刘娇,王君涛,周唐建,高清松. 强激光与粒子束. 2015(06)
[4]大口径谐振腔式固体激光中的动力学不稳定性研究[J]. 苏华,魏玉欣,王小军,唐淳. 强激光与粒子束. 2014(07)
[5]高能激光武器的发展分析[J]. 刘晓明,葛悦涛. 战术导弹技术. 2014(01)
[6]高功率激光器发展趋势[J]. 罗威,董文锋,杨华兵,许鹏程,唐志凯. 激光与红外. 2013(08)
[7]高功率二极管端泵浦板条模块波前畸变实验研究[J]. 陈月健,王建东,童立新,纪红,高清松. 强激光与粒子束. 2013(04)
[8]达信公司百千瓦陶瓷激光器技术综述[J]. 雷小丽,孙玲,刘洋,唐晓军,刘磊. 激光与红外. 2011(09)
博士论文
[1]增益导引—折射率反导引大模场光纤的设计、模拟及实验研究[D]. 周恩宇.复旦大学 2011
本文编号：3473815
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
传统平面波导结构（a）波导结构模型图
在满足全反射的条件下，研究者们提出了诸多方法，如双包层波导[18][19]，见图1-2（a），梯形波导[20]，如图 1-2（b）所示，多模波导的自成像结构[21]、MOPA 结构[22]、泄露波导结构[23][24]等。图 1-2 波导模型图（a）双包层波导模型图；（b）梯形波导模型图2014 年，全球第四大军工企业雷声公司采用掺 Yb:YAG 作为波导层，采用 MOPA方案，并结合平面波导的结构特性，设计了 PWG 激光器[25]，实现了单个波导 30kW 的激光输出
一直是研究的热点[17]。为了在获得高功率激光输出的反射的条件下，研究者们提出了诸多方法，如双包层波波导[20]，如图 1-2（b）所示，多模波导的自成像结构[21]、3][24]等。图 1-2 波导模型图（a）双包层波导模型图；（b）梯形波导球第四大军工企业雷声公司采用掺 Yb:YAG 作为波导层面波导的结构特性，设计了 PWG 激光器[25]，实现了单质量较好，该激光器系统示意图见图 1-3。但是该激光(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]平面波导激光器的研究进展[J]. 陈思露,刘琪,孟俊清,陈卫标. 激光与光电子学进展. 2017(05)
[2]高平均功率固体激光器研究进展[J]. 甘啟俊,姜本学,张攀德,姜益光,陈水林,张龙. 激光与光电子学进展. 2017(01)
[3]高功率平面波导激光器研究进展及分析[J]. 刘娇,王君涛,周唐建,高清松. 强激光与粒子束. 2015(06)
[4]大口径谐振腔式固体激光中的动力学不稳定性研究[J]. 苏华,魏玉欣,王小军,唐淳. 强激光与粒子束. 2014(07)
[5]高能激光武器的发展分析[J]. 刘晓明,葛悦涛. 战术导弹技术. 2014(01)
[6]高功率激光器发展趋势[J]. 罗威,董文锋,杨华兵,许鹏程,唐志凯. 激光与红外. 2013(08)
[7]高功率二极管端泵浦板条模块波前畸变实验研究[J]. 陈月健,王建东,童立新,纪红,高清松. 强激光与粒子束. 2013(04)
[8]达信公司百千瓦陶瓷激光器技术综述[J]. 雷小丽,孙玲,刘洋,唐晓军,刘磊. 激光与红外. 2011(09)
博士论文
[1]增益导引—折射率反导引大模场光纤的设计、模拟及实验研究[D]. 周恩宇.复旦大学 2011
本文编号：3473815
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