空芯光纤中氦氖气体放电的研究

摘要

空芯光子晶体光纤气体激光器对比传统的光纤激光器以及气体激光器具有潜在优点,是目前激光器研究中的一个热门方向。本课题作为空芯光子晶体光纤氦氖气体激光器的前置研究工作,是一项必不可少的环节。
　　首先本论文给出氦氖激光器的应用现状及技术特点,指出氦氖激光器的功率较小的缺点,结合空芯光子晶体光纤的结构特点,提出获得较高增益氦氖激光的可能性,在此基础上引出课题具体研究内容。
　　常见的空芯光子晶体光纤的结构是应用于通信波段的,对于能传输氦氖激光的典型波长632.8nm的光纤需要特别设计。本论文介绍了光子晶体的光子禁带特征,研究分析空芯光子晶体光纤的导光原理,运用有限元法分析光子晶体光纤,得到一种能传输632.8nm红光的光纤结构。
　　具体实验中,本论文使用空芯光纤做空芯光子晶体光纤放电的预研实验。描述空芯光纤中氦氖气体直流放电过程,包括实验装置,如放电电路、真空系统、空芯光纤充抽气气室以及光谱检测系统,对每一部分的构成以及作用做了具体描述。
　　本论文对光谱法研究放电等离子体的性质的原理以及方法进行了具体说明,即用光谱法研究等离子体气体温度、电子密度和电子温度,同时给出了实验中具体采用的光谱和对应参数的数据。之后通过具体实验研究分析了放电的击穿压、伏安特性曲线,并得到了等离子体的具体参数和它们的变化规律。
　　为了测得上述等离子体对632.8nm光的增益有无,论文中利用光谱仪和632.8nm的氦氖光源进行等离子体增益实验,得出空芯光纤中氦氖气体直流放电对632.8nm光产生一定增益的结论。

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1绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究目的

1.3 个人研究内容及论文结构安排

2 光子带隙型光子晶体光纤

2.1 光子晶体光纤的概念及分类

2.2 光子晶体光纤的理论研究方法

2.3 可传输632.8 nm光的PBG-PCF结构求解

2.4 本章小结

3 空芯光纤中氦氖气体直流放电实验

3.1 实验装置

3.2 实验现象及放电结果

3.3 氦氖气体直流放电等离子体对632.8 nm激光的单程增益的测量

3.4 本章小结

4 光谱法诊断空芯光纤中氦氖直流放电等离子体

4.1光谱法诊断放电等离子体的原理及方法

4.2 放电等离子体性质的光谱法诊断结果

4.3 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间的科研成果