导读:本文包含了泵浦耦合技术论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光纤激光器,光纤耦合,侧面泵浦
泵浦耦合技术论文文献综述
赵小涵[1]（2017）在《基于石墨火头加热法的侧面泵浦耦合技术研究》一文中研究指出光纤激光器如今在通信、加工和军事等方面广泛应用。作为光纤激光器的重要器件,泵浦耦合器的性能参数直接影响激光器的最终输出功率和光束质量等指标。开发性能优良的泵浦耦合器,对光纤激光器的进一步发展具有重要意义。泵浦耦合器主要包括端面泵浦和侧面泵浦两种泵浦方式。光纤端面泵浦技术可以很容易的实现千瓦级的激光输出功率,但是这种泵浦方式具有增益不均匀分布、光纤长度有限以及泵浦端面热效应严重等问题。与端面泵浦方式不同的是,侧面泵浦耦合技术是从双包层光纤的侧面将泵浦光耦合到内包层,它不占用光纤的两端,使泵浦光在光纤中的分布更趋均匀,恰好解决了端面泵浦出现的问题。因此,本文将对侧面泵浦耦合技术进行研究,将从理论模拟、耦合器制备、耦合器性能参数优化以及耦合技术应用四个方面逐步展开论述。本论文的主要研究内容和成果包括以下几个方面:1.自主研发了基于石墨火头加热法制备锥形光纤束侧面泵浦耦合器的技术,并介绍了耦合器主要性能参数的测试方法;2.基于双包层无源光纤制备了(2+1)×1型侧面泵浦耦合器,通过模拟分析与具体实验优化耦合器参数,最终得到耦合效率为95%,正向和反向信号光插入损耗分别为0.03d B和0.05d B的侧面泵浦耦合器;3.基于增益光纤制备了(2+1)×1型侧面泵浦耦合器,进行了理论和实验分析,最终得到耦合效率高于90%和信号光泄露比低于2%的侧面泵浦耦合器;4.提出了基于叁包层无源光纤上制备侧面泵浦耦合器的方案,最终实验上测得耦合器的泵浦耦合效率和信号光插入损耗分别为89%和0.02d B;5.采用自主研制的耦合器搭建了谐振腔结构全光纤激光器。从理论和实验上分析了前向、后向和双向叁种泵浦方式对激光器效率的影响;从实验中分析了腔内和腔外泵浦方式对激光器的效率及光束质量的影响。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-05-01）
谭祺瑞[2]（2016）在《大模场双包层光纤侧面泵浦耦合关键技术研究》一文中研究指出高功率光纤激光器在光纤通信、工业加工、军事等领域中发挥着重要的作用,目前已经进入到了一个蓬勃发展的时期。在高功率光纤激光器中,泵浦光耦合进大模场双包层光纤的泵浦方式主要有两种:端面泵浦和侧面泵浦。对于端面泵浦方式,泵浦光容易对双包层光纤的端面熔点造成损伤,另外当高功率光纤激光器用于工业加工时,加工区域存在的反射光在经过端面熔点时会对泵浦源造成损伤。对于侧面泵浦方式,耦合点不受限制、耦合点通过功率较小,有效解决了端面泵浦的问题,较易实现高功率输出。但侧面泵浦相对于端面泵浦工艺难度大,其性能还有待提高,如信号光插入损耗为0.5dB,泵浦光传输效率为90%,无法满足高功率光纤激光器级联泵浦的需求。本文根据高功率光纤激光器对泵浦耦合器技术参数的要求,研制了一种耦合效率高、信号光插入损耗低、泵浦光传输损耗小的大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器。首先模拟了泵浦耦合器的双波导非对称耦合理论,根据该理论搭建了多功能光纤拉锥熔合系统,制定了泵浦耦合器侧面熔合工艺,测试了泵浦耦合器的技术参数,设计了泵浦耦合器的封装结构,最后研制成了一种可用于高功率光纤激光器的大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器,并利用所研制的泵浦耦合器搭建了双向泵浦结构和MOPA结构的基模高功率光纤激光器。本文所取得的研究成果如下:1.在双波导定向耦合器不完全耦合理论的基础上,针对大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器非对称的特点,将其耦合系数和光功率方程组做了进一步推导,并进行了数值仿真,研究结果表明两光纤中的光功率按照一定周期变化,当泵浦光纤的锥角在1°到1.5°之间时,可以获得97%以上的最佳耦合效率,且与其对应耦合长度的局部变化对耦合效率的影响较小。2.搭建了多功能光纤拉锥熔合系统并制定了泵浦耦合器侧面熔合工艺。一般侧面泵浦耦合器制作工艺是在熔接过程中将泵浦光纤扭转使其与主光纤贴覆,这会使泵浦光纤对主光纤产生轴向拉力和径向压力,从而使主光纤在与泵浦光纤熔合过程中发生形变导致信号光插入损耗较大。本文中所述的泵浦耦合器侧面熔合工艺,泵浦光纤对主光纤的作用力较小,所研制的泵浦耦合器信号光插入损耗小于0.04dB。3.设计了泵浦耦合器封装结构,该结构包括涂覆层、高折率光学胶、石英衬底,并用Tracepro对封装结构进行了模拟仿真,从光学胶厚度、长度、折射率叁个方面分别模拟了其对泄露泵浦光剥除效果的影响。4.测试了泵浦耦合器的技术参数,具体包括耦合功率、耦合效率、信号光插入损耗、附加损耗、主光纤分光比、方向性、稳定性等。分析了影响泵浦耦合器技术参数的工艺参数,包括熔合时间、火炬位置、火炬高度、气体流量、气体湿度、拉伸速度、拉伸长度、夹具同轴度、环境湿度等。测试了泵浦耦合器的稳定性,包括参数测试、振动测试、环境测试等。5.利用所研制的泵浦耦合器搭建了基模高功率光纤激光器,采用双向泵浦方式搭建了906W基模高功率光纤激光器,测试了该光纤激光器的工作稳定性,通过实验证明了所研制的泵浦耦合器具有防反射功能,可有效保护泵浦源免受损伤。同时还采用MOPA结构搭建了890W基模高功率光纤激光器。(本文来源于《北京工业大学》期刊2016-06-20）
常欣祖[3]（2014）在《基于加热扩芯技术的光纤泵浦耦合器的研制》一文中研究指出光纤泵浦耦合器是将多束泵浦光高效地耦合到双包层光纤内包层的光无源器件,作为光纤激光器的核心元器件之一,它的性能直接决定着光纤激光的输出功率。在泵浦耦合器的传统制作过程中,拉锥后信号光纤纤芯的模场直径与输出双包层光纤纤芯的模场直径严重失配,从而会引起较大的信号光损耗,限制了信号光的输入功率。基于此,本文提出利用加热扩芯的技术实现信号光纤与输出的双包层光纤模场相匹配,从而降低信号光损耗的光纤耦合器制作方法,并从理论和实验上对泵浦耦合器的传输效率进行了深入研究,主要研究内容如下:1、利用几何光学和光束传输的方法对耦合器参数之间的关系进行了仿真,建立了光纤扭转的模型并进行了数值计算。2、基于传统方法的光纤泵浦耦合器的研制。在掌握了多根光纤的组束拉锥、切割及组束拉锥光纤与输出光纤的低损耗熔接等光纤耦合器制作的关键技术基础上,实现了普通光纤泵浦耦合器的制作,并测试了泵浦光和信号光的损耗,同时利用模场迭加的原理对信号光的损耗进行了理论分析,由于信号光纤和输出光纤的模场失配严重,信号光损耗较大,理论和实验吻合的较好。3、提出并实现了加热扩芯技术的光纤泵浦耦合器的研制。首先对扩芯技术进行了理论介绍,提出了基于扩芯技术降低信号光损耗的方法,实现了信号光纤经过加热扩芯处理的泵浦耦合器的研制,并对耦合器的传输效率进行了测试,六个泵浦光纤的传输效率在96%-99%之间,信号光的传输效率由原来的50%提升到93.48%,从而验证了扩芯技术降低信号光损耗的可行性。基于此方法制作的耦合器为高功率光纤放大器的实现提供了关键器件支持。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2014-11-01）
王振国,段文涛,郑建刚,蒋新颖,严雄伟[4]（2012）在《大面阵激光二极管阵列端面泵浦耦合技术》一文中研究指出为了满足常温Yb:YAG激光放大器对泵浦功率密度的要求,设计了一种高缩束比的耦合系统。根据激光二极管(LD)的发光特性,将输出功率为80kW的LD阵列进行拟球面排列,采用正交柱面透镜配合空心导光管进行泵浦耦合,耦合系统的面积缩束比高达86∶1。模拟计算表明,该耦合系统的耦合效率对导光管反射板的反射率依赖性较低,且脱离耦合系统后的泵浦光传输8.5mm后,依然可以保持泵浦光场的轮廓,满足端面泵浦的常温Yb:YAG片状放大器对泵浦耦合系统的要求。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2012年07期）
刘鹏[5]（2010）在《高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究》一文中研究指出半导体激光器管芯与尾纤之间的高效率耦合是提高出纤功率、改善泵浦转换效率和输出光束质量的有效途径,成为当前激光技术领域的研究热点。本论文针对当前应用最广的条形激光二极管(LD)与单模光纤之间的耦合问题进行了系统深入的研究,并对光纤激光器的几个关键单元技术,如双包层稀土掺杂光纤泵浦吸收特性、大功率尾纤输出半导体激光器耦合器设计、可调谐掺铒光纤激光器制作进行了详细的理论与实验研究,获得了如下主要创新性研究成果：1.针对半导体激光器与单模光纤的耦合问题,建立了条形激光二极管光场分布的椭圆高斯光束近似模型,并在此基础上建立了基于模式重迭积分理论的耦合模型。该模型有效解释了端面对准耦合情况下输出振荡的成因,同时肯定了微透镜光纤与LD之间的高效耦合机制。根据分析结果分别利用研磨法与电弧放电法制作了楔形微透镜光纤与具有曲面端头的微透镜光纤。2.建立了基于本征模式展开与基于ABCD定律的高斯光束在渐变折射率光纤中的传播模型,并利用有限差分的束传播法对上述模型进行了验证。建立了基于组合透镜结合渐变折射率光纤及基于调焦望远镜与椭圆芯渐变折射率光纤的LD与单模光纤耦合系统,通过数值分析给出了相关容差,并验证了所建系统具有高效耦合特性。3.建立了基于二维射线追迹法的双包层光纤泵浦吸收特性定性分析模型,以及基于复折射率纤芯理论与束传播法的双包层光纤泵浦吸收效率严格数值模型,并利用上述模型对几种不同类型双包层光纤的泵浦吸收特性进行了数值分析。结果显示,在相同对比参数下,D型与渐变折射率型双包层光纤的泵浦吸收性能最优。在此基础上,实验制作了优化设计的内包层结构分别为D形与正六边形的两种双包层掺铒光纤。4.针对单尾纤输出的大功率半导体激光器,设计了基于透镜与低折涂覆纯硅芯光纤的耦合系统。针对19芯集束尾纤输出的大功率半导体激光器,制作了渐变石英锥整形器。5.实验设计了基于应力可调光纤光栅与光纤环形器的可调谐掺铒光纤激光器,该类激光器线宽小于0.01m,边模抑制比大于50dB,最大可调谐范围达7nm,整体输出稳定。基于熊猫保偏光敏掺铒光纤实验制作了全光纤型线腔双波长激光器,通过调节腔内偏振控制器,可实现单双波长输出的灵活切换。(本文来源于《北京交通大学》期刊2010-09-01）
慕伟,赵楚军[6]（2009）在《一体式高功率光纤泵浦耦合器及其制作技术》一文中研究指出一种自行研发的的高功率光纤泵浦耦合器,采用一种光纤点熔技术制作,耦合区完全熔融为一体,该耦合器预定用于高功率光纤激光器和光纤放大器,泵浦耦合效率大于95%,插入损耗小于0.28dB,功率耐受能力不小于16.6W,结构稳定,可靠性高。(本文来源于《光电子.激光》期刊2009年11期）
吴海生,尹贵增,李湘宁[7]（2006）在《高功率LD高效、均匀泵浦耦合技术研究》一文中研究指出提出了一种利用衍射光学元件实现高功率激光二极管(LD)的高效、均匀泵浦耦合板条激光结构介质的方法,并采用G-S改进算法进行了理论计算。计算结果显示,理论上可获得85%以上的传输效率(考虑光学表面未镀膜具有5%的反射率),85%左右的均匀性;在焦深为10mm的范围内,光斑的均匀性大于83%,且光斑大小仅为6mm。(本文来源于《光学仪器》期刊2006年06期）
姚建铨,任广军,张强,王鹏[8]（2006）在《掺镱双包层光纤激光器及其泵浦耦合技术》一文中研究指出掺镱双包层光纤激光器是目前激光技术研究领域最具活力的研究课题之一,有着巨大的应用前景。本文详细介绍了掺镱双包层光纤激光器的发展概况及最新进展,并就国内和国外两种情况进行了对比分析。阐述了掺镱双包层光纤的结构、能级结构和光谱特性。综合论述了掺镱双包层光纤激光器的端面泵浦和侧面泵浦耦合技术,并分析了掺镱双包层光纤激光器的发展趋势及应用前景。(本文来源于《激光杂志》期刊2006年05期）
贾伟[9]（2005）在《大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术研究》一文中研究指出大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术是高功率二极管泵浦固体激光系统急需解决的关键技术之一。它包括两方面的要求:将大口径激光二极管阵列输出的泵浦光高效缩束,从而在增益介质内实现较高的储能密度;改善泵浦光的空间分布,在增益介质内实现较均匀的储能分布。本论文针对适用于大口径激光二极管阵列的高效耦合技术进行了详细的研究。首先通过对近年来各种典型耦合方式的分析和对比发现,空心透镜导管耦合是目前最适用于大口径激光二极管阵列的耦合方式。利用自主开发的二极管阵列泵浦固体激光全叁维模拟软件,对空心透镜导管进行了全面的研究,特别是各设计参数对耦合效果的影响,从而总结出空心透镜导管耦合系统的设计方法。按照这种方法设计的空心透镜导管耦合系统,能够在对大口径激光二极管阵列输出的泵浦光进行高效缩束的同时,实现良好的泵浦均匀性。在不考虑内壁反射损耗的情况下,即使将泵浦光束缩束100倍,也能够实现70%以上的输出效率,这是现有其他耦合方式难以实现的。作为高功率DPL的关键技术之一,大口径激光二极管阵列的高效耦合问题得到了很好的解决。将研究得出的空心透镜导管耦合系统及其设计方法应用于10J级二极管泵浦重复频率固体激光系统的设计中。设计了16kW和48kW端面泵浦片状放大器,将两种阵列输出的平均发光强度不足0.5kW/cm~2的泵浦光分别缩束36倍和27倍。激光介质有效区域内的泵浦强度全面超过10kW/cm~2,调制度小于1.2。激光介质内的有效储能及其均匀性都达到了系统设计要求。简要分析了10J级重复频率DPSSL的系统结构,并利用神光99软件对系统光传输进行模拟,确定了片放级多程放大结构。在充分考虑系统损耗的情况下,模拟得到了系统输出能量和光斑的空间分布。系统片放级光光效率超过15%,与美国利弗莫尔实验室的Mercury系统基本相当。(本文来源于《国防科学技术大学》期刊2005-10-01）
李兵斌,唐映德,过振,蔡德芳,王石语[10]（2004）在《端面泵浦DPSSL中空间耦合的精密调整技术》一文中研究指出对光纤耦合激光二极管端面泵浦Nd:YAG激光器泵浦光偏离谐振腔轴的情况进行了实验研究,提出了一种利用CCD精确调整泵浦光与振荡光空间耦合的方法。使用此方法调整泵浦光的空间位置,使其与振荡光达到最佳空间耦合,得到了椭圆率为0.98,M2因子为1.01的近似理想高斯光束输出。该方法适用于各种激光介质的二极管端面泵浦固体激光器,提高了耦合精度,故具有一定的实际应用价值。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2004年05期）
泵浦耦合技术论文开题报告
（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：
高功率光纤激光器在光纤通信、工业加工、军事等领域中发挥着重要的作用,目前已经进入到了一个蓬勃发展的时期。在高功率光纤激光器中,泵浦光耦合进大模场双包层光纤的泵浦方式主要有两种:端面泵浦和侧面泵浦。对于端面泵浦方式,泵浦光容易对双包层光纤的端面熔点造成损伤,另外当高功率光纤激光器用于工业加工时,加工区域存在的反射光在经过端面熔点时会对泵浦源造成损伤。对于侧面泵浦方式,耦合点不受限制、耦合点通过功率较小,有效解决了端面泵浦的问题,较易实现高功率输出。但侧面泵浦相对于端面泵浦工艺难度大,其性能还有待提高,如信号光插入损耗为0.5dB,泵浦光传输效率为90%,无法满足高功率光纤激光器级联泵浦的需求。本文根据高功率光纤激光器对泵浦耦合器技术参数的要求,研制了一种耦合效率高、信号光插入损耗低、泵浦光传输损耗小的大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器。首先模拟了泵浦耦合器的双波导非对称耦合理论,根据该理论搭建了多功能光纤拉锥熔合系统,制定了泵浦耦合器侧面熔合工艺,测试了泵浦耦合器的技术参数,设计了泵浦耦合器的封装结构,最后研制成了一种可用于高功率光纤激光器的大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器,并利用所研制的泵浦耦合器搭建了双向泵浦结构和MOPA结构的基模高功率光纤激光器。本文所取得的研究成果如下:1.在双波导定向耦合器不完全耦合理论的基础上,针对大模场双包层光纤侧面泵浦耦合器非对称的特点,将其耦合系数和光功率方程组做了进一步推导,并进行了数值仿真,研究结果表明两光纤中的光功率按照一定周期变化,当泵浦光纤的锥角在1°到1.5°之间时,可以获得97%以上的最佳耦合效率,且与其对应耦合长度的局部变化对耦合效率的影响较小。2.搭建了多功能光纤拉锥熔合系统并制定了泵浦耦合器侧面熔合工艺。一般侧面泵浦耦合器制作工艺是在熔接过程中将泵浦光纤扭转使其与主光纤贴覆,这会使泵浦光纤对主光纤产生轴向拉力和径向压力,从而使主光纤在与泵浦光纤熔合过程中发生形变导致信号光插入损耗较大。本文中所述的泵浦耦合器侧面熔合工艺,泵浦光纤对主光纤的作用力较小,所研制的泵浦耦合器信号光插入损耗小于0.04dB。3.设计了泵浦耦合器封装结构,该结构包括涂覆层、高折率光学胶、石英衬底,并用Tracepro对封装结构进行了模拟仿真,从光学胶厚度、长度、折射率叁个方面分别模拟了其对泄露泵浦光剥除效果的影响。4.测试了泵浦耦合器的技术参数,具体包括耦合功率、耦合效率、信号光插入损耗、附加损耗、主光纤分光比、方向性、稳定性等。分析了影响泵浦耦合器技术参数的工艺参数,包括熔合时间、火炬位置、火炬高度、气体流量、气体湿度、拉伸速度、拉伸长度、夹具同轴度、环境湿度等。测试了泵浦耦合器的稳定性,包括参数测试、振动测试、环境测试等。5.利用所研制的泵浦耦合器搭建了基模高功率光纤激光器,采用双向泵浦方式搭建了906W基模高功率光纤激光器,测试了该光纤激光器的工作稳定性,通过实验证明了所研制的泵浦耦合器具有防反射功能,可有效保护泵浦源免受损伤。同时还采用MOPA结构搭建了890W基模高功率光纤激光器。
（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。
泵浦耦合技术论文参考文献
[1].赵小涵.基于石墨火头加热法的侧面泵浦耦合技术研究[D].北京工业大学.2017
[2].谭祺瑞.大模场双包层光纤侧面泵浦耦合关键技术研究[D].北京工业大学.2016
[3].常欣祖.基于加热扩芯技术的光纤泵浦耦合器的研制[D].国防科学技术大学.2014
[4].王振国,段文涛,郑建刚,蒋新颖,严雄伟.大面阵激光二极管阵列端面泵浦耦合技术[J].强激光与粒子束.2012
[5].刘鹏.高效率泵浦耦合及光纤激光器关键技术研究[D].北京交通大学.2010
[6].慕伟,赵楚军.一体式高功率光纤泵浦耦合器及其制作技术[J].光电子.激光.2009
[7].吴海生,尹贵增,李湘宁.高功率LD高效、均匀泵浦耦合技术研究[J].光学仪器.2006
[8].姚建铨,任广军,张强,王鹏.掺镱双包层光纤激光器及其泵浦耦合技术[J].激光杂志.2006
[9].贾伟.大口径激光二极管阵列的高效泵浦耦合技术研究[D].国防科学技术大学.2005
[10].李兵斌,唐映德,过振,蔡德芳,王石语.端面泵浦DPSSL中空间耦合的精密调整技术[J].红外与激光工程.2004