声光调Q脉冲掺铥光纤激光器及放大器的研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文2013年5月By—QijieHuangADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofOpticalEngineeringShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanicsMay,2013中国

2、科学院上海光学精密机械研究所硕士学位论文2013年5月25日独创性声明本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国科学院上海光学精密机械研究所或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究工作所做的任何贡献，均己在论文中做了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：加6年‘顿启奎、、月?日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国科学院上海光

3、学精密机械研究所有关保留、使用学位论文的规定，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文件，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国科学院上海光学精密机械研究所可以将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、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：镶彦木、签字日期：ZF7；年占彤日指导教师签名：汹泄蜂签字日期：，口侈年6月岁日学位论文作者毕业去向：叠些工作单位：羞盖堡豸睡蒸电话：!丝!!塑堕通信地址：i殇绣毛铭垒邮编：刎坠里丝电子邮

4、件地址：—丛出出丛丝乡粤型氅笋堕匕丘IL中国科学院上海光学精密机械研究所研究生论文／2013年声光调Q脉冲掺铥光纤激光器及放大器的研究黄启杰导师-祖继锋余婷摘要掺铥双包层光纤激光器输出的29m波段的激光处于人眼安全和大气窗口的特殊波段，在激光手术、空间光通信、遥感、激光雷达等领域有着重要应用。本论文在大量文献调研的基础上，从理论和实验两个方面对掺铥双包层光纤、声光调Q掺铥光纤激光器和放大器进行了深入研究。第一部分重点评述了掺铥光纤激光器的技术路线和指标、国内外最新进展及应用领域。第二部分根据铥离子的能级结构及光谱

5、特性，结合掺铥双包层光纤放大器的特点，采用有限差分法建立了相应的数值分析模型，比较系统地研究了连续运转的掺铥光纤放大器中，种子光波长、种子光功率、泵浦光功率、增益光纤长度、光纤端面的反射率等因素对放大器特性的影响，此外模拟数值研究了脉冲信号光经过放大器后的放大与波形畸变特性。该工作对掺铥光纤放大器的设计、优化与研制具有一定的参考价值。第三部分采用声光调O激光技术，在实验上重点研究了两种不同结构的声光调Q掺铥双包层光纤激光器的输出特性。其一，使用前向泵浦结构及高掺杂短光纤，在5kHz重复频率下，获得了脉冲宽度29n

6、s，单脉冲能量188I．tJ，峰值功率6．5kW的脉冲输出；其二，使用后向泵浦结构改善了输出功率稳定性，利用光纤布拉格光栅作为谐振腔反馈器件，对输出光谱进行了选频，得到了线宽约为0．1nm，平均功率大于2W的窄谱宽脉冲激光输出。声光调Q脉；中掺铥光纤激光嚣及放大器的研究／黄启杰第四部分采用前面研制的窄谱宽声光调Q掺铥光纤激光器作为种子源，使用大模场掺铥保偏双包层光纤作为增益介质，开展了掺铥双包层光纤放大器的设计与实验研究，初步的实验结果获得了平均输出功率5W的脉冲放大输出，输出光谱没有明显的ASE现象。第五部分简

7、要地总结了本人硕士研究工作期问，截至目前为止所取得的阶段性的研究成果，阐述了论文工作的创新点，并针对存在的问题提出了一些解决方案和技术改进思路，为未来如何进一步提高脉冲掺铥光纤激光器的输出性能给出了初步的总体设计考虑和技术发展展望。关键词：2微米，声光调O，掺铥光纤激光器，窄谱宽，ASEII中国科学院上海光学精密机械研究所研究生论文／2013牟ResearchonAcousto-opticQ—switchedTm-dopedFiberLaserandAmplifierQijieHuangDirectedby：Ji

8、fengZuTingYuAbstractThe29mlaseremittedbyTm-dopeddouble—cladfiberlaseriseye．safeandintheatmosphericwindow,whichhasanimportantapplicationinthefieldoflasersurgery,spaceopticalcommunication，r