光纤激光器的研究进展 毕业论文

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1、光纤激光器的研究进展【摘要】光纤激光器作为一种新型特殊器件具有与传统激光器无法比拟的优越特性，如寿命长、模式好、体积小、免冷却等。最近几十年来受到了来自电子信息、工业加工、生物医学工程、国防科技等领域的高度青睐。文章概述了光纤激光器的工作原理、分类及优点，对当前主要研究方向和研究现状作了详细介绍，最后提出了光纤激光器产业化的方向和前景。【关键词】光纤激光器稀土掺杂包层超短脉冲Theresearchprogressoffiberlasers[Abstract]:Fiberlasers,asanewtype

2、ofspeciallyfiber,ownlotsofopticalpropertiesthatthetraditionalfiberdoesnotdo,suchaslonglife,goodmode,compactnessetc.Inrecentdecades,fiberlasershavereceivedincreasinglyintensiveattentionintheapplicationofelectronicinformation,industryprocessing,biomedicine

3、engineeringandnationaldefensetechnology.Thetypicalprincipleoffiberlaserisilluminateandresearchprogressaboutfiberlaserareparticularintroduced.Finally,thefuturedevelopmentaltrendsforlaserfiberarediscussed.[Keyworods]:fiberlasersrareearthdopedcladultrashort

4、pulse20目录1引言12光纤激光器的工作原理、分类及优点22.1基本工作原理22.2分类32.3优势43光纤激光器主要研究进展53.1高功率光纤激光器53.2双包层光纤激光器63.3窄线宽光纤激光器73.4多波长光纤激光器73.5超短脉冲光纤激光器83.6拉曼光纤激光器（RFL）93.7锁模光纤激光器103.8光子晶体光纤（PCF）激光器104国内光纤激光器的发展115光纤激光器的主要应用领域125.1军事领域125.2工业领域135.3生物医学工程领域135.4通信领域136光纤激光器的发展前景1

5、47结束语15参考文献15致谢20201引言光纤激光器的研发始于20世纪60年代，美国光学公司（Americanopticalcompany）的E.snizer等人提出了光纤在激光器方面的设想，不久之后就采用掺杂的玻璃纤维的方法研制出第一台光纤激光器，这一历史标志着激光器的研究进入一个崭新的阶段。80年代中期英国南安普顿（Southampton）大学的研究人员在光纤中掺入杂质，从此以后光纤激光器的研究进展进入了实用化阶段。特别是20世纪90年代后期，伴随着半导体激光器的掺杂光纤制作技术日益成熟，光纤激光

6、器的研究取得了重大进展，尤其是输出功率，波长调谐范围性能得到了巨大突破。鉴于光纤激光器具有与光纤系统完全匹配的独特优点，所以它可以更便捷地应用于各种光纤系统和光纤传感系统，特别是可实现稳定多波长激光输出的光纤激光器非常适用于密集波分复用（DWDM）光纤系统，极大地推动了光纤激光器技术的进步。目前国内外对于光纤激光器的研究方向和热点主要集中在高功率光纤激光器，高功率光子晶体光纤（PCF）激光器，窄线宽可调谐光纤激光器，多波长光纤激光器，超短脉冲光纤激光器，拉曼光纤激光器，双包层光纤激光器，锁模光纤激光器等

7、方面。因此，它在通信、军事、生物医疗和光信息处理等领域将有广阔的应用前景，所以备受世界各国工作者的青睐，现已成为国际学术界的热门研究对象。本文简要介绍了光纤激光器的基本原理，分类及特点，并就几种主要的光纤激光器和国内外近几年的发展作了详细介绍，最后对光纤激光器的应用领域及前景作了分析。2光纤激光器的工作原理、分类及优点2.1基本工作原理图1所示为典型光纤激光器的基本结构。20泵浦源隔离器反射镜1（或光栅）掺杂光栅反射镜2（或光栅）激光输出图1光纤激光器基本结构典型光纤激光器主要有三部分组成：一是产生光子

8、的增益介质，二是使光子得到反馈并在增益介质中进行谐振放大的光学谐振腔，三是激发增益介质的泵浦源。其中介质是掺杂稀土离子的纤芯。当泵浦光从反射镜1（或光栅1）入射到掺杂光纤芯中时，会被所掺杂的稀土离子吸收。吸收了光子能量的稀土离子会发生能级跃迁，实现“粒子数反转”反转后的粒子经弛豫后会以辐射形式再从激发态跃迁回到基态，并释放出能量，从反射镜2（或光栅2）输出。E激发态E激发态E泵浦E泵浦激光基态激光EEE基态图2三能级和四能级激光能级图光纤激