光纤激光器凸端面选模理论和实验研究

为了改善光纤激光器的输出光束特性,将光纤端面加工处理成近似凸球面。从实验上研究了光纤端面为凸球面时对光纤激光器输出光束质量和输出功率的影响。在考虑横向空间烧孔效应的速率方程的基础上,建立了光纤激光器端面选模的理论模型,并对凸端面选模方法进行了数值模拟。结果表明,采取凸端面作为光纤激光器的输出端可以提高输出激光的光束质量。

自由运转的掺镱光纤激光器激射波长的研究

为了更好地设计掺镱光纤激光器,提出了一种用于确定自由运转的掺镱光纤激光器激射波长的计算模型。利用此模型可以同时分析激射波长与光纤长度、腔的损耗、掺杂浓度、工作温度等系统参数的关系,从而有助于合理设计光纤激光器,得到所需的出射波长,并且有助于设计可调谐的光纤激光器。在推导中引入了一种确定掺杂光纤的发射、吸收截面随温度变化的近似处理方法,用此方法只需要常温下掺杂光纤的截面数据就能进行温度相关的分析。通过与已知实验结果的对比,验证了此模型的适用性。

高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统

为了提高高功率密度下光纤激光元器件传输特性测量精度,采用基于光纤标准测试方法的双光路测量结构,设计了自动光功率比测量系统。对双光路系统的特点进行了理论分析和实验验证。利用固体微晶片激光器作为光源输出,建立了折射率匹配法传输特性测试仪实验装置,对掺镱双包层光纤的传输损耗特性进行了测量。实验中测得35m长掺镱双包层光纤对1064nm光的插入损耗为2.645dB,测得100组数据对应的标准偏差为0.026dB。并在不同的条件下进行了多次重复实验,重复测量误差不超过0.07dB。这一结果对于提高光纤激光元器件测试精度是有帮助的。

部分掺杂光纤掺杂半径的选择

掺杂半径的选择是部分掺杂光纤能够有效选模的关键。从模式的归一化模场分布出发,通过对模式场分布的比较,确定采用较小或较大的掺杂半径均不利于基模的选取。从饱和增益和功率分配两个角度详细分析了掺杂半径的变化对各模式的增益获取能力和功率提取能力的影响。纤芯掺杂半径的变化改变了模式场与增益粒子的相互作用机会,因而改变了各模式的增益获取能力及模式功率的输出大小。当掺杂分布与基模场分布达到最佳重叠并使得基模在强度上占据优势时,则基模获得的增益超过其他模式,输出功率达到最大。定量计算结果说明,阶跃光纤采用0.6左右的相对掺杂半径可以有利于提取基模。

基于Phong模式的分裂Monte Carlo模拟红外室内信道脉冲响应函数

介绍了基于Phong模式的MonteCarlo方法.该方法能够对红外室内通信的重要性能参数———信道脉冲响应函数进行快速有效的计算,可应用于包括漫反射、镜面反射以及粗糙度介于这两种反射之间的表面反射情形的信道中.相对于经典的有限元法,在高次反射时具有更为明显的优势,不但计算速度快,而且计算结果也更接近真实信道环境.该方法的使用,能够为设计高性能红外系统提供更为可靠的参数.

掺镱光纤激光器温度特性分析

温度对于光纤激光器的影响是多方面的,着重对光纤吸收截面、发射截面及激光器激射波长的温度特性进行了深入的研究,更加精确、全面地描述温度对光纤激光器系统的影响。当温度变化时,掺镱光纤各子能级上的粒子数分布发生变化,从而导致相应的吸收截面和发射截面发生变化。通过拟合方法可以得到光纤吸收截面与温度的关系。并利用任意温度下,吸收截面与发射截面的特定关系式,得到发射截面在各温度点上的取值。进一步推导出了激射波长与工作温度、光纤长度、腔的损耗、掺杂浓度等系统参数的关系;并将不同工作温度下激射波长的计算结果与实验结果比较,得到两种方法下的相似结论。