高功率1150 nm光纤激光器研究

摘要

近年来1120~1200 nm波段光纤激光器在军事、天文、医疗等领域得到广泛应用。产生此波段激光最常见的增益介质是掺镱光纤，但是由于掺镱光纤在此波段发射截面小，导致功率提升受到1060~1100 nm波段ASE的限制。本文针对此波段激光功率受限的问题展开了理论和实验研究，主要结果如下：
　　一，建立了1120~1200 nm波段掺镱光纤激光器的理论模型，对激光器进行了理论分析。根据镱离子的吸收发射特性，综合分析了ASE反馈、光栅反射率、光纤参数、泵浦方式以及背景损耗对激光器输出特性的影响。而后优化设计了激光器参数，搭建了由半导体激光器直接泵浦的1150 nm掺镱光纤激光器实验装置，实现了52 W的1150 nm激光输出，为目前国际上公开报道的最高功率。
　　二，为了避免自激振荡对1150 nm掺镱光纤激光器功率提升的限制，采用拉曼增益方式实现1150 nm激光输出。首先建立了拉曼光纤激光器的理论模型，分析了光纤长度、光栅反射率、拉曼增益系数以及信号光损耗对输出特性的影响。搭建了1150 nm拉曼光纤激光器实验装置，实现了144 W的1150 nm激光输出，为目前国际上公开报道的最高功率。此外，还进行了脉冲1150 nm拉曼光纤激光器实验，首次实现了1150 nm波段的脉冲激光输出。
　　三，由于拉曼光纤激光器采用级联泵浦方式，导致其结构复杂、整体效率低。在充分利用拉曼增益优势的基础上，提出了复合腔结构1150 nm光纤激光器的新尝试。由于其采用LD直接泵浦，激光器结构简单，整体效率高；又由于其采用拉曼增益方式，激光器可以有效抑制ASE和自激振荡。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 研究现状

1.3 本文主要工作安排

第二章 长波掺镱光纤激光器理论与实验研究

2.1 理论模型

2.2 数值分析

2.3 实验研究

2.4 本章小结

第三章1150 nm拉曼光纤激光器理论与实验研究

3.11150 nm拉曼光纤激光器理论研究

3.2高功率1150 nm拉曼光纤激光器实验研究

3.3脉冲1150 nm拉曼激光器实验研究

3.4复合腔结构1150 nm拉曼激光器实验研究

3.5 本章小结

第四章 总结与展望

4.1 论文主要研究内容及相关成果

4.2 论文主要创新点

4.3 后续工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果