掺镱脉冲光纤放大器研究物理电子学专业论文.docxVIP

摘 摘 要 脉冲光纤放大器因其具有小巧、光束质量高、结构紧凑、高效率、高脉冲能 量、光纤输出、散热性能好等优势，在工业精密加工、医疗、材料处理、大气激 光通信、激光雷达、激光武器等科学研究领域有着广泛的应用。 本实验的主要目的是想脉冲信号经掺镱脉冲光纤放大器放大后获得高功率、 高质量的脉冲光。我们设计搭建了一个两级LD泵浦的双包层脉冲掺镱光纤放大 器，将平均功率1．15mW、峰值功率0．58W、脉宽lOOns以及重复频率为20kHz， 中心波长为1068nm的脉冲信号光放大到平均功率为8．05W、峰值功率4KW的脉 冲输出。整个放大器的光光转换效率为37％，相应增益为38．4dB。经过放大后， 信号光的脉冲波形与放大前的脉冲波形相比发生了很大的变化。 关键词：光纤放大器 脉冲 两级放大 掺镱光纤 ABSTRACTPulse ABSTRACT Pulse fiber amplifier has a wide range of applications in the industrial，mescal， precision machining，materials processing，space communication，laser radar,laser weapons and other scientific msearch fields．because it haS t11e advantages of small size，high beam quality,compact structure，high efficiency,high energy pulses，optical output，good heat dissipation performance and other advantages． In this paper,we want to get high—power high—quality pulse light after the signal amplified by the pulse yetterbium doped fiber amplifier．we built a LD·‘pumped two．．stage Yb．．doped double．．clad fiber pulses amplifier．The input sign optical is the pulse sign of l OOns pulse width and its average power is 1．1 5mW,the peak power is 0．58W,the repetition rate is 20KHz，the cemer wavelength is 1 068nm．The amplified pulse peak power is 4KW and the average power is 8．05W．The gain of the amplifier is 38．4dB and the corresponding light conversion efficiency is 37％．Comparing with the initial sign optical pulse shape，the amplified sign optical pulse shape have a very seriOus distortion． Key word：Fiber amplifier Pulse Two-stage amplification YDFA 第一章 第一章 绪论 1．1引言 21世纪是一个信息、经济高速发展的时代，人们对高功率的激光需求越来越高， 伴随着这一时代潮流，光纤放大器作为提高激光功率的光器件，近年来受到了研究者 的高度重视。但是光纤放大器并不属于新型的激光系统，它的最早研究在上个世纪五 六十年代就开始了。第一次提出光纤放大器构想的是在1963年由美国光学公司的 Snitzer和Koester，但由于当时由于光纤的损耗大，泵浦源的选择上存在很大的问题， 所以当时光纤放大器和光纤激光器并没有受到人们很好的重视。从最初设计光纤到20 世纪80年代末，制造光纤的工艺经过将近百年的发展，已经到了炉火纯青的地步， 再加上半导体激光器的输出功率得到飞速的提高，使光纤放大器和光纤激光器高功率 输出得到了可能。光纤放大器的出现完全满足了人们对极速、3D通信的要求。它不 仅解决了以前通信放大过程“光．电．光”转换的繁琐，而且光纤放大器相对其他放大器 还具有价格低廉、稳定性好、传输容量大等优点。 初期掺杂光纤放大器的增益光纤主要是掺铒光纤，但由于EP+离子会出现浓度猝 灭，导致光纤放大的功率一直得不到突破。