单频掺镱光纤激光振荡器及窄线宽纳秒光纤放大器研究

《单频掺镱光纤激光振荡器及窄线宽纳秒光纤放大器研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TN248.1密级：公开UDC：535学校代码：10005工程硕士学位论文M.E.DISSERTATION论文题目：单频掺镱光纤激光振荡器及窄线宽纳秒光纤放大器研究论文作者：马春媚领域：光学工程指导教师：李平雪教授论文提交日期：2016年6月UDC：535学校代码：10005中文图书分类号：TN248.1学号：S201313039密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：单频掺镱光纤激光振荡器及窄线宽纳秒光纤放大器研究RESEARCHONSINGLEFREQUENCY英文题目：YTTERBIUMDOPEDFIBERLASE

2、ROSCILLATORANDNARROWLINEWIDTHNANOSECONDFIBERAMPLIFIERLASER论文作者：马春媚领域：光学工程研究方向：能量光电子技术与系统申请学位：工程硕士专业学位指导教师：李平雪教授所在单位：激光工程研究院答辩日期：2016年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志

3、对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：马春媚日期：2016年6月关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：马春媚导师签名：李平雪日期：2016年6月摘要摘要随着国际市场竞争日益激烈，光纤激光器的市场占了一半以上，在诸多领域光纤激光器已经逐渐代替其他激光器的应用，光纤激光器有多个应用方向，在超高精度、激光雷达、微小信号探

4、测、光传感等领域，单频窄线宽激光器凭借其极窄的光谱线宽和极好的相干性得到广泛应用，同时单频窄线宽光纤激光器的市场化、工程化也让我们面临巨大的挑战。分析激光技术的基本物理问题和关键技术，发现问题，解决问题，掌握大功率光纤激光器的放大技术，提高双包层光纤激光器的输出功率和性能，对促进我国光纤激光器的工程化发展和打破国外的技术垄断具有非常重要的意义。本课题在如何实现窄线宽、高功率、高稳定、低噪声的全纤化光纤激光器方面展开研究。下面我们将工作内容进行简要介绍。一、介绍了单频光纤激光器的定义以及它的重要应用方向，并说明本课题的研究意义和背景。介绍在课题开始前期

5、进行的准备工作，同时对国内外相关领域的研究现状进行调研。二、介绍在1μm单频光纤激光器种子源部分所做的工作。对可实现单频运转的各种技术进行对比分析，我们采用环形腔和超短腔两种实验方案进行研究对比。在环形腔中，利用反馈结构，使回路反馈光与本振光进行干涉，利用窄带宽的光纤布拉格光栅进行初步选模，再利用干涉形成的空间光栅结构进行第二次选模，最后获得功率大小为13.54mW的1064nm单频激光输出，稳定性较差；在线性腔中，抓住短腔这一特点，通过缩短腔长来获得单频激光输出，使用一对具有窄带宽的光纤布拉格光栅和长度仅有1cm的掺镱磷酸盐光纤构成谐振腔，最后获得

6、功率大小为7.5mW的1064nm单频激光输出，稳定度较高。三、对1μm光纤激光器的理论模块进行深入分析，从镱离子的能级结构和输出特性出发，到泵浦激发产生激光的过程。讨论如何实现脉冲激光输出，并对本次课题所采用的腔外声光调制技术原理进行介绍。最后对窄线宽光纤激光放大器中的非线性因素（主要表现为SBS和SRS）进行分析，为采用有效的抑制非线性技术的方法，提供了强有力的理论依据。四、介绍在光纤激光器调制技术和窄线宽光纤激光放大器方面做的一些工作。利用函数信号发生器和声光调制器对单频光纤激光器种子源进行腔外调制，获得稳定的中心波长为1064nm、功率大小为

7、0.27mW、重复频率为50kHz、脉冲宽度为330ns的纳秒脉冲激光输出。窄线宽光纤激光放大器采用MOPA结构，对调制后脉冲激光进行四级放大，放大过程中主要采取增大增益光纤的模场面积、减小增益纤长度、对光纤实行压力和温度控制等方法降低非线性，以实现高功率-I-北京工业大学工程硕士专业学位论文输出，最后获得中心波长为1064nm、功率大小为1.95W、重复频率为50kHz、脉冲宽度为330ns的窄线宽激光输出，完成对全纤化结构纳秒级窄线宽光纤激光器的实验研究。关键词：光纤激光器；单频；纳秒；窄线宽；高功率-II-AbstractAbstractWit

8、htheincreasingcompetitionintheinternationallasermarket