大功率光纖激光系統(tǒng)光譜特性研究.pdf

1、光譜特性是光纖激光的基本物理特性之一。隨著光纖激光系統(tǒng)輸出功率的提高，非線性效應(yīng)對系統(tǒng)的影響越來越顯著：一方面，在光纖激光系統(tǒng)中，光譜特性是系統(tǒng)中非線性效應(yīng)及破壞效應(yīng)的直觀表征；另一方面，光纖激光的光譜特性也會對光纖器件及系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響?；诖?，本文對高功率光纖激光系統(tǒng)的光譜特性展開了理論與實驗研究。
　　論文回顧了國內(nèi)外有關(guān)光纖激光系統(tǒng)光譜特性的研究進(jìn)展，分別介紹了摻鐿光纖激光器、拉曼光纖激光器及摻鐿光纖放大器的典型光譜特

2、性模型，并總結(jié)了相關(guān)模型優(yōu)點及不足。
　　通過對速率方程及非線性傳輸方程的分析，建立了多縱模振蕩器及超熒光光源的光譜特性模型，并分析了光纖光源參數(shù)對其輸出光譜特性的影響。研究結(jié)果表明，對多縱模振蕩器而言，其輸出光譜寬度隨高反射率光柵的反射譜寬、泵浦功率及腔長的增長是近似線性展寬的，而輸出光柵的反射譜寬對輸出光譜的影響可以忽略；對超熒光光源而言，隨著摻雜光纖長度的增加，其輸出光譜的中心波長逐漸向長波方向漂移。
　　通過種子源特

3、性及放大過程的描述，對光纖放大器的光譜演化過程進(jìn)行分析，建立了高功率光纖放大器的光譜特性數(shù)值仿真模型，并研究了種子源特性及放大器的參數(shù)對輸出光譜特性的影響；同時采用不同種子源進(jìn)行了相應(yīng)的實驗驗證，實驗結(jié)果與理論仿真結(jié)果較好吻合。最后，推導(dǎo)了不同輸出功率下光纖放大器的光譜展寬因子的近似表達(dá)式。
　　建立了包含受激拉曼散射效應(yīng)的光纖激光器動力學(xué)方程，并研究了種子源特性及光譜濾波對其在放大過程中拉曼閾值特性的影響。數(shù)值仿真計算結(jié)果表明，