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高功率光纤激光器具有转换效率高、结构紧凑、散热性能好、光束质量好、易于实现高功率激光输出等优点,可广泛应用于国防军事、材料加工、医疗以及科学研究等领域。全光纤化结构光纤激光器利用全光纤器件(光纤合束器和光栅)取代光学镜片,减小了光学界面,提高了光纤激光器的稳定性和可靠性。本论文主要对于瓦级全光纤化光纤激光器进行详细实验及工程化研究。 第一章综述光纤激光器的基本原理及特点、发展历史和发展趋势。介绍高功率双包层光纤激光器在工业、军事、医疗中的典型应用和应用前景。并展望高功率光纤激光器的发展前景。 第二章对连续波高功率光纤激光器中的热效应进行理论和实验研究,对仅由于涂覆层的热损伤引起的功率极限给出理论模拟,并对千瓦级光纤激光器中无源光纤与增益光纤熔点冷却进行理论与实验研究。测量光纤与不同结构热沉之间的接触热阻,并提出有效的散热方案。 第三章提出光纤涂覆层剥除,光纤切割及光纤端面清洁的原则和方法。分析双包层光纤内包层及纤芯偏移对光纤熔接的影响,根据分析结果,针对主振荡功率放大(MOPA)全光纤化光纤激光系统中关键熔接点,提出合理的光纤熔接方案。 第四章对千瓦级全光纤化光纤激光器进行实验及工程化研究。使用第二章提到的新型散热技术及第三章提到的光纤熔接方案,基于主振荡功率放大(MOPA)结构,搭建了1080 nm1 kW全光纤激光器原理样机、1080 nm1 kW高效率全光纤激光器原理样机和1080 nm1.5 kW全光纤激光器实验平台及原理样机。