級聯(lián)拉曼光纖激光器優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、拉曼光纖激光器是一種基于受激拉曼散射效應(yīng)的光纖激光器，只要具備合適的泵浦源，就能夠在很大波長范圍內(nèi)獲得激光輸出，并可以進(jìn)行寬帶調(diào)諧，而且與半導(dǎo)體激光器泵浦光源相比，級聯(lián)拉曼光纖激光器具有輸出功率大與光纖耦合效率高等特點，是拉曼光纖放大器的理想泵浦源。
　　本文對拉曼光纖激光器進(jìn)行了理論分析，并對表征光纖中受激拉曼散射效應(yīng)的非線性耦合方程組進(jìn)行求解，在此基礎(chǔ)上對不同類型的級聯(lián)拉曼光纖激光器進(jìn)行模擬分析及優(yōu)化設(shè)計，本文的主要研究內(nèi)容如

2、下：
　　第一，概述了受激拉曼散射的基本原理。分析了級聯(lián)拉曼光纖激光器的泵浦源，增益介質(zhì)和諧振腔類型。
　　第二，給出了線型腔多階級聯(lián)拉曼光纖激光器的模型。并對表征多階級聯(lián)拉曼光纖激光器理論模型的非線性耦合方程組進(jìn)行了分析。設(shè)計了求解方法，用四階龍格-庫塔法結(jié)合打靶算法進(jìn)行求解。由于普通的非線性打靶算法收斂性差，收斂速度慢的特點，給出了多維并行打靶算法。結(jié)果表明多維并行打靶算法收斂速度很快，很適合求解這類非線性問題。

3、　　第三，多維并行打靶算法雖然收斂速度快，但是對于求解多階拉曼光纖激光器耦合方程，任意設(shè)置的各階Stokes光功率初始值很可能不在收斂域內(nèi)，導(dǎo)致計算不收斂。本文提出了先用遺傳算法對各階的Stokes光功率初值進(jìn)行優(yōu)化篩選，解決了各階Stokes光功率初值選擇的收斂性問題，然后結(jié)合并行打靶算法求解。結(jié)果表明此方法完全可以解決初值功率的收斂性問題。給出了不同遺傳代數(shù)下優(yōu)化篩選的功率計算值的精度問題。
　　第四，在求解的基礎(chǔ)上對摻磷拉曼