实用化掺铒光纤激光器关键技术的研究

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1、摘要光纤激光器具有高功率、高光束质量、高性价比、结构简单、长使用寿命等优点，已进入实用化阶段，应用范围广泛。本文围绕江苏省重大科技成果转化基金项目，面向掺铒光纤激光器实用化模块需求，从理论与实验两个方面，进行关键技术研究。第二章首先分析了掺铒光纤激光器的工作原理，然后详细推导了掺铒光纤激光器的速率方程与功率传输方程，仿真获得了掺铒线性、环形腔光纤激光器斜率效率、泵浦阈值和激光输出功率等特性，为实验研究提供了依据。第三章研究了掺铒光纤激光器中泵浦源、电光开关驱动电路。基于“精密电流源"技术实现了泵浦源的驱动，最大连续光稳

2、定输出功率达到200mW。根据光开关的原理和驱动要求，研制了光开关脉冲驱动电路，产生周期0．4ms-3ms、占空比0％99％可调的电脉冲。以上驱动电路已用在调Q光纤激光器中，获得较好的试验结果。第四章研究了光放大反馈型光纤激光器。对实验相关结构进行了仿真分析，基于偏振态控制以及环腔耦合分光比实验，分析研究了增益特性。实验获得最佳连续激光输出，中心波长为1550nm，输出功率最高1．5w，线宽最窄达到O．Olnm。第五章基于外调制泵浦源作为脉冲泵浦，直接构成脉冲光纤激光器，在小占空比(脉宽0咿3邮，周期0．4ms,～3m

3、s)输出时，获得脉冲荧光输出，光谱宽度达到4．8rim，该光源是分布式白光干涉型光纤传感系统的优质光源。关键词：掺铒光纤激光器，光放大反馈型光纤激光器，泵浦源驱动，电光开关驱动AbstractFiberlaserhasenteredpracticalstageforitsadvantagessuchashigllpower,excellentbeamquality,cost—effective，simplestructure，longlifeandSOon．Ithasbeenappliedinawiderangeoff

4、ields．BasedonthescientificandtechnologicalachievementstransformingprojectsofJiangsuProvincewhichaimstoachievethepracticabilityoftheErbiumdopedfberlaser(EDFL)modules，thethesisresearchestheEDFLtheoreticallyandexperimentally．InChapterII，theoperationprincipleoftheED

5、FLhasbeenanalyzed．Accordingtothecharacteristicofrateequationandpowerpropagationequation,weinvestigatethelaseroutputcharacteristictheoreticallyThroughnumericalsimulation,thelasingpropertiessuchasslopeefficiency,pumpthresholdandoutputpoweroflinearcavityandringcavi

6、tyfiberlaserareobtained，whichprovidesabasisfortheexperimentalstudy．InChapterIII，wedeveloptheelectronicaldriversofthepumpLDsourceandtheE一0switch．Basedonthe‘‘precisecurrentsource’’technology,wedesignedthedriverofthepumpsourcehavingamaximumcontinuousoutputpowerof20

7、0mW．AccordingtotheprincipleoftheE—Oswitchoperationrequirements，wedevelopthepulsedriveroftheE—Oswitch,theperiodis0．4ms---3msandthedutyratiois0％99％．ThedesigneddriversareproperlyusedintheQ-switchedfiberlaser,whichresultsinagoodlaSiIlgperformance．InChapterpc,theopti

8、calamplificationbasedfeedbackfiberlaserhasbeenstudied．Wesimulatedandanalyzeditsexperimentalstructure．Accordingtothepolarizationandthesplittingratiocontrolexperiment,w