新型双包层光子晶体光纤及激光玻璃的特性研究

摘要

随着信息技术的进步，光纤通信网络正在向高速率、大容量发展，实际应用对光纤性能提出了越来越高的要求。双包层光子晶体光纤作为大功率激光器的传输载体，它的特性越来越受到人们的关注。此外，掺镱玻璃也是制作大功率激光器不可缺少的激光介质，人们开始试图将掺镱玻璃介质与光子晶体光纤相结合，制备超大功率的掺镱光子晶体光纤激光器。
　　本论文从理论上分别对新型双包层光子晶体光纤的色散特性和掺镱激光玻璃的光谱特性进行了分析。并且，采用坩埚高温熔融法制备了几种不同组份的掺镱激光玻璃，为制备大功率激光器奠定了基础。论文主要内容包括：
　　首先，以多极法理论为基础，设计了一种新型双包层结构的光子晶体光纤。通过改变其五层空气孔的三个结构参数(内层空气孔直径，外层空气孔直径，八边形孔间距)，理论上实现了色散绝对值在1.32~1.7μm的波段内变化仅为1.55 ps/km/nm的平坦色散特性。并且在此基础上对其限制损耗进行了数值模拟。
　　其次，采用坩埚高温熔融法制备了一系列的掺镱硅酸盐激光玻璃，测试了硅酸盐玻璃的各项性能参数，分析了稀土离子掺杂浓度和玻璃组份变化对激光玻璃光谱特性的影响。
　　最后，对制备出的五种不同组份的掺镱硅酸盐激光玻璃的荧光光谱和吸收光谱进行了分析，从而获得了最佳玻璃组份和工艺条件，对今后的实验具有一定的指导意义。

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第1章 绪论

1.1 光子晶体光纤简介

1.2 光子晶体光纤种类及导光机制

1.3 光子晶体光纤的特性

1.4 论文的研究内容及结构安排

第2章 光子晶体光纤的数值研究方法

2.1 光子晶体光纤的数值研究方法概述

2.2 多极法的基本理论简介

2.3 本章小结

第3章 新型双包层光子晶体光纤的色散特性

3.1 引言

3.2 理论基础

3.3 双包层光子晶体光纤的设计和数值模拟

3.4 本章小结

第4章 掺镱激光玻璃的制备

4.1 引言

4.2 硅酸盐玻璃的掺杂方法

4.3 玻璃制备材料的特性和选取

4.4 掺杂硅酸盐玻璃的制备

4.5 本章小结

第5章 掺镱激光玻璃的特性研究

5.1 引言

5.2 光谱性能测试

5.3 光谱测试结果分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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