高功率能量传输光纤模式剥离技术的研究

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1、分类号学号M201272046学校代码10487密级硕士学位论文高功率能量传输光纤模式剥离技术的研究学位申请人：陈登阳学科专业：光学工程指导教师：朱晓教授答辩日期：2014.5.19万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheTechnologyofHigh-PowerTransmissionFiberModeStrippingCa

2、ndidate:ChenDengyangMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.ZhuXiaoHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年

4、月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着大功率激光器的诞生与其技术的发展，其在工业加工、医疗处理以及军事加工方面的运用也越来越重要。尤其是在工业加工方面，若想要实现三维加工那么就必须使激光与柔性化的传输系统相结合。在这里便涉及到了高功率激光与光纤的耦合问题，并且这项技术也成为了限制传输功率和加工的重要条件。在高功率的激光与光纤进行耦合时，如若存在耦合误差便会使纤芯内的光泄漏至芯径以外或者是光束直接耦合至包层中，从而导致耦合损耗或者光纤被烧毁。本论文所研究的模式剥离技术便是关于提高光纤接口抗失调损耗的

5、重要技术之一，其作用原理为对光纤的包层进行一定结构上或者材料上的处理，从而使得由于耦合误差或者因光束质量问题而进入包层的光被及时快速地导出防止能量在此迅速累积从而烧坏光纤的包层涂覆层。本论文首先从光纤耦合的基本原理开始介绍，并引出光纤耦合中的各种导致耦合误差的因素，并且通过TracePro软件建立模型，模拟出这些因素与耦合效率之间的数值关系。然后引入模式剥离(Modestripping)技术的理想模型进行模拟，计算出不同误差情况中所需的剥离距离，最终通过设计获得了最优的剥离结构，并且模拟出相应的剥离速率

6、。最后本论文根据设计加工出了具有模式剥离效果的光纤，分别通过红光LD激光器以及绿光激光器对这些光纤做了耦合实验进行了研究，证明了所设计的模式剥离结构对包层内光束的剥离能力，并验证了理论模拟的数据与结论。关键词：高功率激光器光纤耦合模式剥离技术耦合效率I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththebirthofthetechnologyofhigh-powerlasers,whichisusedinindustrialprocesses,medicalandmilitaryprocess

7、ingprocessisincreasinglyimportant.Especiallyinindustrialprocesses,onlythelaserandflexibletransmissionsystemcombinecanitachievethree-dimensionalprocessing.Itinvolveshigh-poweropticalfibercouplingtechnology,andthetechnologyhasbecomeavitaltolimitthetransmis

8、sionpowerandprocessing.Especiallywhenhighpowerlaserbeamcouplingintoopticalfiber,ifthereisanycouplingerroritwillmakethelightleakageintothefibercladdingorthebeamcoupleddirectlytothefibercladding,resultingincouplinglossorfibe