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FFT模拟腔镜畸变情况下高能CO_2激光器输出模场

为了研究横流气体激光器因谐振腔腔镜倾斜、中心热变形以及增益介质的横向流动而产生的非均匀增益对激光模场分布的影响,采用快速  (本文共3页) 阅读全文>>

北京交通大学
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抗弯曲大模场面积少模光纤及少模光纤激光器的研究

随着光纤激光器功率的不断提高,非线性效应已经成为限制光纤激光器功率提升的最主要因素,模式不稳定现象也损害了激光器输出的光束质量。大模场面积光纤具有低非线性、低损耗以及抗弯曲等优点,可有效提高激光器的功率和光束质量。本论文以降低光纤的非线性为目标,提出了多种高抗弯损、并具有单模传输特性的大模场面积光纤,对大模场面积少模光纤开展了深入的结构设计和理论研究。本文的主要工作和创新成果如下:1.基于单端偏接模式干涉型滤波器的高消光比特性,实验制作了多波长掺银光纤激光器,在室温下获得稳定的可切换三波长、四波长以及五波长输出。对基于大模场面积光纤的模式干涉型梳状滤波器进行理论和实验研究。结果表明,少模光纤纤芯半径越大,滤波器输出消光比越大。偏芯熔接能够进一步提高滤波器的消光比,但同时会导致器件损耗的增加。2.提出了一种泄漏通道多层沟壑光纤结构(Multi-Trench Fiber,MTF)。研究发现弯曲使MTF的LP11v模与LP11h模分离...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
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抗弯曲大模场少模瓣状光纤的研究

激光器的高速发展对输出功率提出了越来越高的要求。光纤激光器相比于传统激光器输出功率更大。但是光纤激光器中的非线性效应和模式不稳定损害了输出光束质量。大模场面积光纤因其低损耗、抗弯曲等优点,能够有效改善光纤激光器的输出光束质量并提高激光器的阈值功率而受到广泛的关注。本文主要研究和设计抗弯曲大模场光纤以期能提升光纤激光器的性能。本文从有限元法出发,利用有限元仿真软件进行仿真分析,通过对结果进行分析,深入研究了传统瓣状光纤、扇形瓣状光纤的性能,并创新性的设计了一种新型大模场面积光纤。本文的主要工作和创新成果如下:(1)分析了传统瓣状光纤(Segmented Cladding Fiber,SCF)的弯曲特性和模场面积随着SCF各个参数变化的趋势,并对SCF结构进行优化。当纤芯半径为20μm,弯曲半径为15cm时,SCF的模场面积为817μm2。光纤的最小高阶模和基模损耗比为38,具有良好的单模特性和较大的模场面积。(2)研究分析了 扇形...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京邮电大学
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异质螺旋包层大模场单模光纤的设计、制备与性能研究

由于非线性效应产生的阈值功率与光纤的有效模场面积成正比关系,因此目前解决光纤激光器功率密度提升过程中面临的非线性效应、光学损伤等问题的最直接就是采用大模场面积光纤。本文通过调研目前常见的大模场光纤,提出了异质螺旋包层大模场光纤结构,通过COMSOL Multiphysics软件对该光纤的仿真分析;设计并制备出掺钕磷酸盐异质螺旋包层大模场光纤,对光纤的性能进行了一系列的测试,同时完成光纤放大器的实验研究。1、通过COMSOL Multiphysics软件进行了光纤理论仿真,主要利用有限元法展开;介绍了笛卡尔坐标系与传统PML,并通过理论推导实现了到螺旋坐标系与螺旋PML的转换,进而实现了将该光纤三维模型简化为二维模型,从而将复杂的问题简化,使计算与分析过程更加简单快速;详细介绍了本文设计的光纤结构,演示了使用COMSOL Multiphysics软件的二维建模过程;分别研究了纤芯芯径尺寸、螺距、高折射率包层尺寸对光纤限制损耗的影响...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
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基于耦合作用的大模场面积单模多沟槽光纤的仿真设计与研究

光纤激光器由于具备稳定性好、柔韧性强、光束质量好、能量集中、损耗低等特点,因此吸引了各国研究者们的关注。而由于需求的日益增长,使得光纤激光器逐渐朝高功率输出的方向而发展。然而高功率信号在光纤里面传播时会导致非线性效应,而大模场面积光纤则被认为是克服该难点非常有用的手段之一。因此,本文的研究内容是对同时具备大模场面积与低弯曲损耗的单模光纤的结构设计与性能分析。本文的主要工作如下:(1)介绍了大模场面积光纤的研究现状,并说明了相关的仿真分析方法及边界条件的设置。而本文主要是从有限元仿真方法出发,并通过结合完美匹配层来展开研究。同时,针对弯曲会使光纤的折射率出现失真这一现象,提出了弯曲光纤的等效折射率模型。(2)对本文所关注的主要性能指标展开说明与分析,主要包括:大模场面积特性、低弯曲损耗特性与单模运作特性。主要性能指标的实现原理如下:对于大模场面积特性,主要通过耦合作用来实现;对于低弯曲损耗特性,则通过增大数值孔径来实现;对于单模运...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>

曲阜师范大学
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大模场多模光纤的传输动力学特性研究

近年来,高功率脉冲光纤激光器的研究越来越引人关注。模场面积限制了其输出功率和脉冲能量的提高。然而大模场光纤的实现,为脉冲光纤激光器功率和能量的提高提供了可能性。大模场光纤能有效地抑制光纤中的非线性效应,提高光纤的抗损伤能力,实现高光束质量输出,其在高功率光纤激光器的研究领域的发展具有广阔前景。大模场光纤在实际应用中大多采用模式控制的多模光纤,目前主要包括阶跃折射率光纤、渐变折射率光纤和多芯光纤。多芯光纤是由单独的单芯光纤阵列形成,包括纤芯独立型和纤芯耦合型光纤,其中纤芯耦合型多芯光纤已成功地应用于光纤激光系统,为短光纤、低非线性、高功率激光器提供新的可能性。本论文针对大模场多模阶跃折射率光纤与多芯光纤的模式传输动力学特性进行了研究,论文主要工作如下:1.从麦克斯韦方程组出发,推导出多模光纤的波动方程及传输方程,对大模场多模光纤的模场分布理论进行分析;研究了耦合模理论,推导了多芯光纤的耦合模方程,对大模场多模光纤的模式耦合进行分析...  (本文共54页) 本文目录 | 阅读全文>>