【摘 要】
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工作于1.5μm光谱范围的高功率铒镱共掺光纤激光器（EYDFL）由于具有人眼安全、大气和电信光纤中的传输损耗低等优点,在空间通信、激光雷达（Li DAR）、测距和遥感等系统中有重要的应用价值。但EYDFL的输出功率却长期以来远远落后于其他波段的光纤激光器。现有的研究表明,镱波段的放大自发辐射（Yb-ASE）以及激光器中的热效应是阻碍EYDFL功率提升的主要原因。为了实现高效率高功率EYDFL,本文
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工作于1.5μm光谱范围的高功率铒镱共掺光纤激光器（EYDFL）由于具有人眼安全、大气和电信光纤中的传输损耗低等优点,在空间通信、激光雷达（Li DAR）、测距和遥感等系统中有重要的应用价值。但EYDFL的输出功率却长期以来远远落后于其他波段的光纤激光器。现有的研究表明,镱波段的放大自发辐射（Yb-ASE）以及激光器中的热效应是阻碍EYDFL功率提升的主要原因。为了实现高效率高功率EYDFL,本文对多种EYDFL的泵浦方式进行了对比研究。主要研究内容如下:1.通过数值仿真对非峰值泵浦、纤芯泵浦、辅腔泵浦进行了系统的理论研究。对比研究了泵浦方式对Yb-ASE、热效应、增益光纤长度以及效率等参数的影响。研究结果表明,辅腔泵浦法可以获得最高的功率和效率,是目前最有前途的一种泵浦方式。2.采用F?ster能量转移理论对EYDFL中铒镱共掺能级系统中的Er3+和Yb3+之间的能量交叉弛豫进行理论分析和计算。3.设计了高功率EYDFL水冷系统,并采用ANSYS有限元分析软件对其进行了热分析。4.对辅腔泵浦EYDFL进行了实验研究。采用2.1m长的大模面积铒镱共掺双包层光纤,在47.5 W的泵浦功率得到了21.6 W的激光输出,综合泵浦转化效率45.7%。Yb波段振荡建立前后的斜率效率分别为48.4%和56.2%。
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