导读:本文包含了掺铥光纤放大器论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,放大器,增益,激光器,速率,方程,布里。
掺铥光纤放大器论文文献综述
张丹[1]（2018）在《掺铥光纤激光器及放大器研究》一文中研究指出2 μm掺铥光纤激光器及放大器在医疗,激光遥感以及光通信等方面有很多应用,2 μm波长附近由于接近掺铥光纤常用的3F4—>3H6能级跃迁的截止波长,激光的增益出现明显下降,这对于WDM系统以及未来光通信是很不利的。为了得到2μm波段增益平坦的放大器性能,本文主要围绕掺铥光纤放大器,通过叁个实验的结构设计及参数优化,最终实现了长波段增益平坦的掺铥光纤放大器。本文开始主要介绍了二氧化硅玻璃基质的光纤激光器的优势以及分类,可调谐掺铥光纤激光器的重要性,国内外关于2 μm光纤激光器及放大器的研究成果。接着探究了铥离子的能级结构以及发生在能级间的交叉驰豫(CR)与能量上转换(ETU)过程,从原理上说明了基于硅玻璃的掺铥光纤激光器能够产生2μm波段激光的的能力,并介绍了叁种泵浦方式及包层泵浦技术。实验上,首先研制了 一套基于光纤光栅的1560 nm高功率铒镱共掺光纤激光器,用作对种子光进行放大的泵浦光源,通过对比试验以及优化,最终实现1560nm处功率为1W的稳定输出,激光信噪比良好。其次是2 μm掺铥光纤激光器光路设计,通过环形腔以及F-P腔滤波器的波长选择作用,最终实验实现了波长从1870-2040nm可调的掺铥光纤激光器。最后,通过实验设计出一套用于实现2 μ长波段增益平坦的放大器结构,通过采用上述自制的1560 nm激光器后向泵浦掺铥光纤作为一级放大,再以793 nm激光器前向泵浦掺铥光纤作为二级放大的两级级联放大结构,在优化后的结构及增益光纤长度下,最终实现在总泵浦功率为6W情况下,激光在1960-2040 nm近80 nm带宽下增益平坦,增益为28 ± 1.3 dB的放大器性能。在2000 nm波长处输入0 dBm的信号光,得到0.91 W的功率输出,斜率效率为15.2%。(本文来源于《浙江大学》期刊2018-06-01）
徐静[2]（2018）在《793nm激光泵浦掺铥光纤放大器优化研究》一文中研究指出掺铥光纤放大器工作在人眼安全的2μm波段,在中红外光源产生、气体检测、雷达等领域都具有很重要的应用,并且在自由空间光通信、遥感、医疗等都具有很好的实用前景。足够的功率、好的光束质量无疑为2μm激光在实际应用中的重要前提,这对掺铥光纤放大器提出了更高的要求。在掺铥光纤的多种泵浦结构当中,793nm激光泵浦有高的泵浦效率,并且793nm高功率激光二极管的工艺相对成熟,可与双包层掺铥光纤的包层泵浦结构完美兼容。本文对793nm激光泵浦的掺铥光纤放大器的优化进行研究,详细地介绍了掺铥光纤放大器的研究现状及基本的工作原理,对掺铥光纤放大器进行理论分析和实验研究,具体内容总结如下:1.理论研究对于放大器种子源部分,仿真了增益光纤长度及反射光栅参数对输出功率的影响,仿真结果表明泵浦功率在6W时,增益光纤长度为3m时,种子源输出功率达到最大,而后腔镜的反射率越低输出功率越高,当作为后腔镜的反射光栅的反射率为10%时,输出功率达到最高。掺铥光纤放大器的一级放大结构中,仿真了增益光纤掺杂浓度、泵浦功率及信号光参数对输出特性的影响,得到了相同光纤长度时,不同增益光纤掺杂浓度、泵浦功率、信号光功率条件下的输出特性变化规律。在掺铥光纤放大器的二级放大结构中,对比分析了纤芯直径10μm和25μm光纤作为增益介质时的平均归一化粒子数和增益谱,结果表明采用长度为1m的纤芯直径25μm、包层直径250μm的掺铥光纤对1908nm激光的放大具有更高增益。2.实验研究:搭建了1908nm的重复频率、脉宽可调的掺铥光纤激光脉冲种子源,重复频率调节范围为100-800kHz,占空比调节范围为20%-80%。搭建了掺铥光纤放大器一级放大结构,并对比分析了正向、反向及双向泵浦方式的输出特性,当正向泵浦时,输出功率达到1.012W,实验结果表明正向泵浦在保证输出功率的同时,具有较好的光谱特性。搭建了基于大芯径增益光纤的二级放大系统,采用水冷模块对增益光纤进行温度控制,并研究了增益光纤冷却温度对输出功率影响,在信号源重复频率为100kHz、占空比为20%的条件下,当泵浦功率为23.2W、水冷模块温度为20℃时,输出功率为4.63W,斜率效率为19.65%。将水冷模块温度降低至10℃时,输出功率可增加至7.56W,斜率效率达到32.3%。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-03-01）
陈荣,杨建龙,祁湘宁,徐剑秋,唐玉龙[3]（2016）在《基于MOPA结构与高能量种子源的高功率皮秒掺铥光纤放大器（英文）》一文中研究指出以单脉冲能量更高的孤子激光器为种子源,通过主振荡放大技术,获得了2μm波段的高功率、皮秒脉冲激光器.该种子源是一个被动锁模的光纤激光器,通过优化、管理激光器谐振腔内的色散,获得了脉冲宽度为50ps、重复频率为55.6 MHz、谱宽约为21nm的高能量孤子脉冲输出.利用单模光纤在2μm波段的负啁啾色散特性,在进行功率放大之前将作为种子源的激光脉冲宽度展宽至600ps.最后,经过两级放大之后,获得平均功率约23 W、脉宽为660ps的激光输出.利用光栅对,对放大后的激光脉冲进行压缩,经测试压缩后的脉冲宽度约为0.9ps.(本文来源于《光子学报》期刊2016年10期）
赵丹[4]（2016）在《基于SBS的掺铥光纤放大器对双单频激光放大特性的研究》一文中研究指出2μm波段激光凭借其所具有的人眼安全、可调谐范围广等优点广泛应用在激光医学、生物学、激光雷达、遥感探测、军事技术等领域,因而受到研究人员越来越多的关注。为了提高激光器输出光的光束质量,大功率光纤激光器均采用主振荡功率放大(MOPA)结构。但是,在普通的窄线宽光纤放大器中,由于传输功率高,纤芯截面积小,同时相互作用距离长,各种非线性效应很容易产生,特别是受激布里渊散射(SBS)效应的影响较严重,从而导致了放大器的输出功率大大降低。本文就掺铥光纤放大器对双单频和双单频激光放大特性进行研究,为高性能MOPA大功率掺铥光纤放大器的研制提供了理论依据。本文的主要工作和创新点包括：1.建立了基于SBS效应的掺铥光纤放大器对双单频激光放大的理论模型,采用牛顿迭代法和龙格-库塔法相结合的方法对双单频掺铥光纤放大器的理论模型进行求解。2.利用Matlab软件对上述模型进行了数值仿真,得出了掺铥光纤放大器中泵浦光功率、信号光功率、Stokes功率、温度能量沿光纤长度的分布,并对掺铥光纤放大器的双单频激光放大和单频激光放大的性能等进行了对比分析。在相同的条件下,当两个信号光种子功率比为1：1时,双单频激光放大时信号输出功率约为单频放大时的两倍,双单频放大时SBS阈值功率是单频放大时的两倍。3.当两个种子光中心波长分别为1941 nm和1940 nm,功率为1 W,泵浦功率为60 W时,对于28m的光纤长度可以得到最大25.75 W的信号光输出功率。通过适当增加光纤长度,提高Tm3+掺杂浓度,增大泵浦光功率,增大光纤纤芯有效面积等,均可以有效提高掺铥放大器的输出功率,并抑制双单频激光放大的SBS效应。(本文来源于《北京交通大学》期刊2016-03-01）
张美,延凤平,刘硕,尹智[5]（2015）在《高功率掺铥光纤放大器中受激布里渊散射效应研究》一文中研究指出近年来随着对单频光纤激光器和放大器研究的不断深入,得到了越来越高的输出功率,由于单频光纤激光器、放大器的输出功率在很大程度上受限于受激布里渊散射(SBS)效应,故需要研究SBS效应的影响因素和抑制方法。利用铥离子(Tm3+)的速率方程和SBS效应下双包层光纤放大器的速率方程,建立了单频光纤放大器的理论模型,计算得到了掺铥光纤放大器的能量分布和输出功率,并讨论了光纤长度、抽运功率、Tm3+掺杂浓度、增益光纤内温度分布等因素对单频光纤放大器中SBS效应和输出功率的影响,总结了在提高放大器输出功率的同时有效抑制SBS效应的方法。自行搭建了全光纤掺铥光纤种子光源及放大器,高稳定性的全光纤掺铥激光种子光的中心波长为1941 nm,信噪比约为60 d B。当掺铥放大器的抽运功率达到2.15 W时,激光的输出功率可以达到0.766 W。(本文来源于《中国激光》期刊2015年04期）
邱巍,高波,林鹏,王丽波,李佳[6]（2015）在《室温条件下掺铥光纤放大器中光波群速减慢的研究》一文中研究指出从掺铥离子光纤的速率方程和传输方程出发,建立了掺铥离子光纤放大器中光速减慢的理论模型,分析并讨论了介质的增益与泵浦光功率之间的关系。当掺铥离子光纤处于吸收区域时,粒子布居振荡导致光脉冲经历了饱和吸收过程,此时光脉冲传输延迟;当掺铥离子光纤处于增益区域时,粒子布居振荡导致光脉冲经历了增益饱和过程,此时脉冲传输超前。依据该理论模型进行了理论仿真计算,同时进行了室温条件下掺铥离子光纤中光波群速减慢传输的研究。(本文来源于《发光学报》期刊2015年03期）
刘俊杰[7]（2009）在《掺铥光纤放大器的研究》一文中研究指出随着光纤通信技术的发展,特别是WDM/DWDM技术的日趋成熟,对于S波段及S+波段(1450nm～1520nm)光放大的需求日渐升高,而Tm~(3+)的能级结构中存在满足S波段及S+波段光放大的能级跃迁。虽然铥离子的能级结构十分复杂,但是掺铥光纤放大器(TDFA)是S波段及S+波段最具潜力的激光放大器件之一,对于光纤通信系统的通信窗口向S波段及S+波段拓展具有十分重要的意义和价值。所以掺铥光纤放大器已经成为光纤通信器件新的研究热点之一。本论文重点对掺铥光纤放大器泵浦源激光器的输出光场强度分布以及经过单透镜和双透镜耦合后的光场强度分布进行了分析、仿真和比较;基于速率方程和传输方程分析了掺铥光纤放大器的性能,建立了数学模型并进行了大量模拟仿真,其主要工作和创新点如下:1.概述铥元素的能级结构特点,对其光谱特性、掺铥光纤放大器的研究现状以及掺铥光纤放大器的系统组成结构进行了介绍,在此基础上对掺铥光纤放大器的泵浦方式进行了总结和比较。2.研究了掺铥光纤放大器泵浦源激光器的输出光场强度分布,在此基础上理论推导了泵浦源激光器输出光束经过单透镜和双透镜耦合后的光场强度分布,根据理论分析结果进行了仿真并对仿真结果进行了分析和比较。结果表明,双透镜耦合后输出光束不会因为传输距离过大而导致光束分离,在相同的前提条件下双透镜耦合后输出光束的半径要远小于单透镜,即双透镜的耦合效果明显优于单透镜。3.基于速率方程和传输方程对掺铥光纤放大器的泵浦方案进行了理论分析,建立了掺铥光纤放大器泵浦方案的数学模型,并求解了相应的数学方程,根据求解结果讨论了数学模型中各参数对掺铥光纤放大器性能的影响。4.分别模拟仿真了氟化物玻璃和碲酸盐玻璃掺铥光纤放大器的输出信号增益特性,详细研究和分析了铥离子的掺杂浓度、光纤长度、泵浦功率等参数对放大器的输出信号增益特性的影响。仿真结果表明掺铥光纤放大器中,光纤长度、掺杂浓度和泵浦功率叁者之间存在着匹配关系。当输出信号增益一定时,在相同光纤长度条件下,掺杂浓度越高,所需泵浦功率越低;在相同掺杂浓度条件下,泵浦功率越高,所需的光纤长度越短;在相同泵浦功率条件下,掺杂浓度越高,所需的光纤长度越短。(本文来源于《北京交通大学》期刊2009-05-01）
丁双红,张行愚,常军,王青圃,李述涛[8]（2005）在《S波段掺铥光纤放大器的研究进展》一文中研究指出掺铥光纤放大器是S波段最具潜力的放大器件,对光纤通信系统谱带向S波段拓展具有重要意义。文章介绍了铥离子的能级特点;比较了常用的掺铥光纤放大器基质的优缺点;详细介绍了各种常见泵浦方式的特点。(本文来源于《光通信研究》期刊2005年03期）
刘琳,张明德,孙小菡[9]（2003）在《计算掺铥光纤放大器增益的解析方法》一文中研究指出从稳态条件铥离子 (Tm3 + )粒子速率方程出发 ,进行合理的近似 ,得出掺铥光纤放大器 (TDFA)增益的解析表达式。计算了叁种不同参数的TDFA的增益 ,解析解与实验数据及数值求解结果比较显示 ,一致性相当好(本文来源于《中国激光》期刊2003年10期）
蒙红云,武志刚,高伟清,张昊,袁树忠[10]（2003）在《1064nm抽运掺铥光纤放大器增益特性的理论研究》一文中研究指出从掺铥光纤放大器的速率方程组和光传输方程出发 ,引入光场与掺杂分布的重迭因子 ,利用数值法分别模拟计算了光纤掺杂浓度、长度和抽运功率等参数对放大器增益的影响 ,并计算了一定掺杂浓度和抽运功率下的最佳光纤长度及其对应的增益 ,分析了该类放大器增益随输入信号功率的变化关系 ,并计算了其功率转换效率。(本文来源于《中国激光》期刊2003年09期）
掺铥光纤放大器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
掺铥光纤放大器工作在人眼安全的2μm波段,在中红外光源产生、气体检测、雷达等领域都具有很重要的应用,并且在自由空间光通信、遥感、医疗等都具有很好的实用前景。足够的功率、好的光束质量无疑为2μm激光在实际应用中的重要前提,这对掺铥光纤放大器提出了更高的要求。在掺铥光纤的多种泵浦结构当中,793nm激光泵浦有高的泵浦效率,并且793nm高功率激光二极管的工艺相对成熟,可与双包层掺铥光纤的包层泵浦结构完美兼容。本文对793nm激光泵浦的掺铥光纤放大器的优化进行研究,详细地介绍了掺铥光纤放大器的研究现状及基本的工作原理,对掺铥光纤放大器进行理论分析和实验研究,具体内容总结如下:1.理论研究对于放大器种子源部分,仿真了增益光纤长度及反射光栅参数对输出功率的影响,仿真结果表明泵浦功率在6W时,增益光纤长度为3m时,种子源输出功率达到最大,而后腔镜的反射率越低输出功率越高,当作为后腔镜的反射光栅的反射率为10%时,输出功率达到最高。掺铥光纤放大器的一级放大结构中,仿真了增益光纤掺杂浓度、泵浦功率及信号光参数对输出特性的影响,得到了相同光纤长度时,不同增益光纤掺杂浓度、泵浦功率、信号光功率条件下的输出特性变化规律。在掺铥光纤放大器的二级放大结构中,对比分析了纤芯直径10μm和25μm光纤作为增益介质时的平均归一化粒子数和增益谱,结果表明采用长度为1m的纤芯直径25μm、包层直径250μm的掺铥光纤对1908nm激光的放大具有更高增益。2.实验研究:搭建了1908nm的重复频率、脉宽可调的掺铥光纤激光脉冲种子源,重复频率调节范围为100-800kHz,占空比调节范围为20%-80%。搭建了掺铥光纤放大器一级放大结构,并对比分析了正向、反向及双向泵浦方式的输出特性,当正向泵浦时,输出功率达到1.012W,实验结果表明正向泵浦在保证输出功率的同时,具有较好的光谱特性。搭建了基于大芯径增益光纤的二级放大系统,采用水冷模块对增益光纤进行温度控制,并研究了增益光纤冷却温度对输出功率影响,在信号源重复频率为100kHz、占空比为20%的条件下,当泵浦功率为23.2W、水冷模块温度为20℃时,输出功率为4.63W,斜率效率为19.65%。将水冷模块温度降低至10℃时,输出功率可增加至7.56W,斜率效率达到32.3%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
掺铥光纤放大器论文参考文献
[1].张丹.掺铥光纤激光器及放大器研究[D].浙江大学.2018
[2].徐静.793nm激光泵浦掺铥光纤放大器优化研究[D].长春理工大学.2018
[3].陈荣,杨建龙,祁湘宁,徐剑秋,唐玉龙.基于MOPA结构与高能量种子源的高功率皮秒掺铥光纤放大器（英文）[J].光子学报.2016
[4].赵丹.基于SBS的掺铥光纤放大器对双单频激光放大特性的研究[D].北京交通大学.2016
[5].张美,延凤平,刘硕,尹智.高功率掺铥光纤放大器中受激布里渊散射效应研究[J].中国激光.2015
[6].邱巍,高波,林鹏,王丽波,李佳.室温条件下掺铥光纤放大器中光波群速减慢的研究[J].发光学报.2015
[7].刘俊杰.掺铥光纤放大器的研究[D].北京交通大学.2009
[8].丁双红,张行愚,常军,王青圃,李述涛.S波段掺铥光纤放大器的研究进展[J].光通信研究.2005
[9].刘琳,张明德,孙小菡.计算掺铥光纤放大器增益的解析方法[J].中国激光.2003
[10].蒙红云,武志刚,高伟清,张昊,袁树忠.1064nm抽运掺铥光纤放大器增益特性的理论研究[J].中国激光.2003
论文知识图
