一种高功率准直器研制

摘要

近年来,随着光通信技术的不断进步和发展,在1064nm波长附近实现单膜光纤输出激光的高功率的光纤激光器已经在军事、医学、光通信系统、材料加工、激光印刷、检测和激光光谱等各个领域得到快速的发展和应用。随着激光输出功率的不断提高,光路中必须应用高功率光纤准直器来实现高功率激光的聚焦和输出。在传统的光纤通讯系统领域中使用的光纤准直器都是低功率的准直器,它们能够承载的功率通常都是在500mw以下,且其使用的波长大部分都是在1310nm和1550nm附近的通信的窗口,这类光纤准直器不能用在1064nm激光输出系统中。而现有的1064nm光纤准直器采用单模光纤其纤芯直径约为6.2um左右,光纤准直器所能承载的激光功率受光纤纤芯在表面膜层处激光损伤阈值的限制。
　　准直器是光无源器件中最基础的一个元件,主要用于光束传输系统,用于对光的耦合,广泛用于光隔离器、光环形器、光开关中。近年来随着高功率光纤激光器的快速发展,高性能和低成本、高功率成为准直器一个重要的发展趋势,具有较大的市场潜力。
　　本文首先介绍准直器的研究背景,主要应用以及国内外发展现状;第二部分进行高功率准直器理论方面的设计研究,分别针对光纤头和透镜的设计原理进行了阐述;第三部分结合实际设计了一款新的高功率准直器,对各个元件的设计原理进行了阐述;第四重点介绍了高功率准直器的工艺流程以及关键控制点;第五部分阐述了准直器主要的指标测试方法和可靠性性能方面的验证。最后给出产品一个应用的举例,同时还提出了本文的不足以及今后还应进一步研究的方向。

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第一章 绪论

1.1论文研究背景

1.2光纤准直器的应用

1.3光纤准直器国内外研究状况

1.4论文研究的主要内容

第二章 高功率准直器的理论设计

2.1透镜的设计

2.2光纤头的设计

1.2 光束质量的影响

1.3光纤损失问题的影响

2.3光纤准直器的技术指标

2.4本章小结

第三章 准直器的结构设计

3.1常见几种高功率准直器做法介绍

3.2光纤准直器结构设计

3.3本章小结

第四章 高功率准直器的制作

4.1高功率准直器制作

4.2关键流程的控制和优化

4.3本章小结

第五章 高功率准直器的测试和可靠性验证

5.1测试主要设备的选择

5.2准直器的性能指标测试

5.3可靠性评估

第六章 高功率准直器应用举例

6.1高功率准直器在10w高功率隔离器中的应用

第七章 总结

参考文献

致谢