【摘要】：基于稀土摻雜光纖的脈沖光纖激光系統(tǒng)在微加工、探測(cè)、醫(yī)療、大科學(xué)工程等領(lǐng)域受到了廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用中,激光脈沖的時(shí)域波形需要嚴(yán)格控制,高功率脈沖放大器系統(tǒng)在增益飽和效應(yīng)和瞬態(tài)效應(yīng)作用下,放大過程中增益介質(zhì)反轉(zhuǎn)比隨時(shí)間而變?cè)斐擅}沖前沿增益大,后沿增益小,導(dǎo)致脈沖畸變。本文主要研究全光纖化系統(tǒng)中脈沖整形的問題,為無形變的高功率光脈沖系統(tǒng)的研制提供理論依據(jù)。提出了一種新型的脈沖整形算法和一種新型的全光脈沖整形系統(tǒng)。主要工作內(nèi)容如下:(1)對(duì)稀土摻雜光纖放大器的基本理論進(jìn)行研究,利用速率方程和光功率傳輸方程建立了光纖放大器的瞬態(tài)數(shù)值模型。(2)將瞬態(tài)模型用于光脈沖通過光纖放大器的輸出脈沖的形狀變化的分析。分析了不同脈沖形狀,脈沖重復(fù)速率,信號(hào)光功率,泵浦光功率對(duì)輸出脈沖時(shí)域形狀的影響,從上下能級(jí)粒子數(shù)變化等角度對(duì)放大器脈沖畸變進(jìn)行了分析。(3)提出了一種脈沖預(yù)整形的算法,利用了脈沖離散時(shí)間序列中的單向順序影響特性即后方序列無法對(duì)前方序列造成影響的特性,該算法可以通過所需的目標(biāo)脈沖的時(shí)域波形反推得到應(yīng)當(dāng)輸入到稀土摻雜放大器中的預(yù)整形脈沖形狀。用Matlab實(shí)現(xiàn)了該算法,并對(duì)該算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。(4)提出一種新的全光脈沖畸變自動(dòng)整形方案,成功地利用低反轉(zhuǎn)比情況下的脈沖瞬態(tài)特性補(bǔ)償稀土摻雜放大器瞬態(tài)特性帶來的脈沖畸變,克服了傳統(tǒng)脈沖整形技術(shù)復(fù)雜成本高的缺點(diǎn)。
【圖文】：

由低折射率內(nèi)包層和更低折射率外包層包圍。包層泵浦的光纖激光器和放大器在逡逑纖芯仍可以產(chǎn)生單模的激光輸出，而泵浦源的選擇范圍從單模擴(kuò)展到了多模。雙逡逑包層光纖的示意圖如圖２－１所示，分為四個(gè)部分，纖芯，內(nèi)包層，外包層和保護(hù)層逡逑［３４，３５】。纖芯和內(nèi)部包層均由玻璃制成，但纖芯摻有活性激光離子，直徑在５？逡逑內(nèi)包層的直徑在１００ｐｍ左右。雙包層光纖的外包層是未摻雜的，其材質(zhì)通常為玻逡逑璃或者低折射率聚合物，直徑約為２００ｐｍ。逡逑外包層邐保護(hù)層逡逑信號(hào)光輸入邐＼ｌ邋＼邐＼１、＼丨邋＼信號(hào)光輸出逡逑纖芯邐內(nèi)包層逡逑圖２－１雙包層光纖結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｄｏｕｂｌｅ－ｃｌａｄ邋ｆｉｂｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑摻鉺／鏡的雙包層光纖結(jié)構(gòu)是和普通的雙包層光纖的結(jié)構(gòu)一樣，，只是在纖芯中逡逑摻雜了鉺離子和鐿離子。纖芯的作用是傳輸單模的信號(hào)，內(nèi)包層主要用來傳輸泵逡逑浦光。工作的原理為：由于高折射率纖芯和較低折射率內(nèi)包層組成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，逡逑信號(hào)光被束縛在纖芯中傳輸

通大學(xué)碩士學(xué)位論文邐雙包層摻雜光纖放大器的理論分析逡逑自發(fā)輻射功率，＼是泵浦光的波長，４是信號(hào)光的波長，分別為泵浦光逡逑因子而廠是信號(hào)光的重疊因子。逡逑鉺鐿共摻系統(tǒng)能級(jí)結(jié)構(gòu)逡逑鐿共摻系統(tǒng)的能級(jí)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，分別用為Ｅｒ３＋離子的四能級(jí)模型和Ｙｂ３＋逡逑二能級(jí)模型表示，它的示意圖如圖２－３所示，對(duì)于Ｅｒ３＋離子的能級(jí)模型，通逡逑１，２，３，４分別表示４１１５／２，４１丨３／２，４１１１／２和４１奶四個(gè)能級(jí)。而對(duì)于Ｙｂ３＋離子的能級(jí)模逡逑５和６分別代表２Ｆ７／２和２Ｆ５／２兩個(gè)能級(jí)。逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN722

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2664516