掺镱双包层光纤主振荡功率放大激光系统的研究

摘要

光纤主振荡功率放大(MOPA)系统能够显著提升光纤激光的输出特性，具有较高的学术研究价值，并且在工业、空间测距和军事等领域有着巨大的应用潜力。
　　 本论文对掺镱双包层光纤MOPA系统进行了理论和实验研究，主要内容如下：
　　 1.介绍了光纤MOPA系统的特点，应用前景，以及国内外研究现状。
　　 2.阐述了掺镱双包层光纤MOPA系统的基本原理。包括掺镱双包层光纤的特性和关键技术，光纤MOPA系统基本结构以及主动调O光纤激光器的原理和理论模型。
　　 3.对掺镱双包层光纤MOPA系统的信号放大过程进行了数值模拟。分析了连续信号放大时光纤内部的能量变化和放大级最佳光纤长度的选取；详细介绍了使用有限差分法模拟脉冲信号放大的过程，并讨论了放大过程对脉冲波形产生的影响；最后研究了放大的自发辐射(ASE)对放大器性能的影响。
　　 4.对脉冲泵浦掺镱双包层光纤MOPA系统进行了实验研究。
　　 (1)搭建了主动调Q的掺镱双包层光纤激光器作为光纤MOPA系统的信号源，获得了重复率从100Hz到50kHz可调，波长1064nm，脉宽500ns的输出信号。
　　 (2)设计延时电路实现信号和泵浦脉冲的同步。
　　 (3)完成脉冲泵浦光纤MOPA系统实验，研究了不同泵浦脉宽和重复率对信号输出光谱和脉宽的影响，证实了脉冲泵浦对放大器ASE的抑制效果。并在重复率400Hz，泵浦脉冲宽度600μs时，获得平均功率170mW，脉宽538nm的1064nm激光输出，实现增益10.5dB。