【摘要】：太陽能是人類未來最理想的替代能源,而各國在開發(fā)新能源上尤其高度重視對太陽能的開發(fā)和利用,隨著“十三五”規(guī)劃對可再生能源的大力扶持,中國在未來將繼續(xù)擴大太陽能的利用規(guī)模,順應全球能源轉型的大趨勢。太陽光泵浦光纖激光器是目前極具潛力的一種可能獲得高能量轉換效率和高功率激光輸出的太陽光泵浦固體激光器。更因為其輸出激光方向靈活機動,易于實現(xiàn)功率的級聯(lián)倍增,方便冷卻、光束質量好、功率密度高等優(yōu)點而受到研究者的青睞。在分析現(xiàn)有的太陽能導光技術及太陽能泵浦激光器的基礎上,本課題對菲涅耳透鏡匯聚的太陽光泵浦激光器進行設計。本文提出基于菲涅耳透鏡-錐棒-光纖的匯聚導光技術,通過調(diào)整菲涅爾透鏡和錐棒的相對位置,改變錐棒接收端、輸出端的尺寸及錐棒長度和太陽光的入射偏角等參數(shù),利用TracePro軟件對此匯聚導光模塊進行了光學模擬。以摻鐿雙包層光纖為增益介質,利用MATLAB軟件對穩(wěn)態(tài)條件下的速率方程進行了數(shù)值模擬,分析泵浦光波長、增益光纖的摻雜濃度和光纖的尺寸及長度等對激光器閾值的影響,為太陽光泵浦型雙包層摻鐿光纖激光器的設計提供了理論依據(jù)�；诜治隹梢�,菲涅耳透鏡的聚光效果好、光學效率高,但光斑尺寸半徑相比光纖較大,直接耦合的效率較低。而在菲涅耳透鏡作為第一級聚光系統(tǒng)的基礎上,添加錐棒作為二級聚光系統(tǒng),將光纖置于錐棒輸出端后,光通量會有明顯的提高。此外,錐棒接收端面位置稍偏離焦點位置更有利于聚光,可根據(jù)實際情況在系統(tǒng)主軸方向上進行移動調(diào)節(jié),從而確定最佳位置,優(yōu)化聚光的效果。同時經(jīng)數(shù)值分析發(fā)現(xiàn),為獲得小的泵浦閾值功率需要較大吸收截面的泵浦光、小的纖芯有效截面積及較長長度的增益光纖。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN248
【圖文】：

圖 1.1 具有液體光波導透鏡的太陽光泵浦激光器錘形聚光腔混合泵浦腔；（b）液體光波導混合泵浦腔；（c）液體光波導透鏡的Figure 1.1 Hammer-shaped concentrator for a sunlight-pumped

圖 1.2 太陽光泵浦光纖激光器系統(tǒng)的原理圖Figure 1.2 Principle diagram of a solar pumped fiber laser system

【參考文獻】

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本文編號：2723750