基于1018nm级联泵浦的1.5μm单频光纤放大器研究

发布时间：2023-03-04 22:14

　　1.5 μm单频激光具有极窄的光谱线宽、较长的相干长度、极低的噪声、良好的光束质量等特点,同时1.5 μm单频激光处于大气透过窗口且在石英光纤中具有极低的损耗,因此在相干多普勒雷达、相干光谱检测、光通信系统、以及光纤传感系统等领域具有重要应用。目前,获取1.5 μm单频激光的途径主要包括全固态晶体单频激光器、半导体单频激光器以及单频光纤激光器。其中,单频光纤激光器由于其结构紧凑、稳定性高等特点而得到了广泛的应用。然而,直接从光纤谐振腔中难以得到高功率高质量的单频激光,通常需要采用光纤放大器对种子光进行放大。1.5 μm单频光纤放大器主要包括掺铒光纤放大器(Er-doped Fiber Amplifier,EDFA)和铒镱共掺光纤放大器(Er/Yb Co-doped Fiber Amplifier,EYDFA)两种。两种类型的光纤放大器均可以实现1.5 μm单频激光的放大,但在常规半导体激光器(LD)泵浦下,EYDFA相较于EDFA具有更高的增益和放大效率。然而,由于Er/Yb共掺系统独特的能量传递方式,通常会在1.0μm附近产生放大的受激自发辐射(Amplified Spontaneo...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 1.5μm单频光纤激光器研究进展
    1.3 1.5μm单频光纤放大器研究进展
        1.3.1 1.5μm掺Er单频光纤放大器研究进展
        1.3.2 1.5μm Er/Yb共掺单频光纤放大器研究进展
        1.3.3 Er/Yb共掺光纤放大器的ASE噪声
    1.4 本章小结
    1.5 本论文的主要研究内容
第二章 Er/Yb共掺光纤放大器的理论模型及数值模拟
    2.1 Er/Yb共掺光纤放大器速率方程
    2.2 连续光在Er/Yb共掺光纤放大器中的传输方程
    2.3 Er/Yb共掺光纤放大器数值模拟
        2.3.1 离子掺杂浓度对放大器输出特性的影响
        2.3.2 增益光纤长度对放大器输出特性的影响
        2.3.3 Yb-ASE噪声对放大器输出特性的影响
    2.4 本章小结
第三章 1018nm光纤激光器发展及实验研究
    3.1 1018nm光纤激光器的研究进展
    3.2 1018nm激光在级联泵浦中的应用
    3.3 1018nm光纤激光器的ASE特性
    3.4 1018nm光纤激光器实验研究
        3.4.1 实验装置
        3.4.2 实验结果与讨论
    3.5 本章小结
第四章 1018nm泵浦单频Er/Yb共掺光纤放大器研究
    4.1 915nm泵浦光纤预放大器实验研究
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 实验结果与讨论
    4.2 976nm泵浦单频Er/Yb共掺光纤放大器实验研究
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验结果与讨论
    4.3 1018nm泵浦单频Er/Yb共掺光纤放大器实验研究
        4.3.1 实验装置
        4.3.2 实验结果与讨论
    4.4 1018nm泵浦LMA Er/Yb共掺光纤放大器实验研究
        4.4.1 实验装置
        4.4.2 实验结果与讨论
    4.5 1018 nm泵浦Er/Yb共掺光纤激光器研究
        4.5.1 实验装置
        4.5.2 实验结果与讨论
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 本文研究内容与结果
    5.2 后续研究计划与展望
附录 (第四章相关工作发表论文)
参考文献
致谢
攻读学位期间获得科研成果及奖励
附件



本文编号：3755109