一、双端包层抽运光纤激光器实现137W激光输出（论文文献综述）
张轲[1]（2020）在《2μm高功率掺铥光纤激光器中热效应的研究》文中研究表明掺铥光纤激光器（Thulium-doped fiber laser,TDFL）的热效应抑制对于提高输出功率有重要的意义,目前2μm波段的激光已经在光通信、军事、医疗等各个重要领域得到广泛的应用,而且业界对于激光器的输出功率要求也越来越高。但由于铥离子光谱特性,使用793nm的激光作为泵浦源时,在获取高功率的2μm波段激光时产生的热效应更为严重。因此本文的主要研究目标是在保证激光器输出性能的前提下减小TDFL的热效应问题,并且通过对影响光纤温度及性能的参数进行优化以及设置泵浦结构来降低TDFL工作时的温度。本文的主要内容如下:（1）建立了基于3H6→3H4泵浦方案的理论模型,模拟出了采用前向泵浦时激光器的功率以及温度分布,并且分析了掺杂离子浓度、交叉弛豫系数、光纤尺寸、对流传热系数等对激光器输出性能以及温度的影响,根据目前光纤工艺发展对参数选择给出实际建议。（2）通过将多点边界方程等效替换为两点边界方程,得到双端泵浦以及分段泵浦下激光器的功率以及温度分布。在泵浦总功率为1000W时,前向泵浦、双端泵浦、分段泵浦方式下TDFL工作时的最高温度分别为683.21℃、360.71℃、173.29℃,由此可见分段泵浦方式对温度管理的优势。以5段泵浦方式为例,在设置最佳参数后实现了TDFL正常工作,斜率效率27.6%,最高温度100.28℃,最低温度76.45℃,温度差为23.83℃。最后通过遗传算法对分段泵浦功率以及光纤长度同时进行优化后,斜率效率为29.45%,光纤中最高温度为86.28℃,分段最大温差为1.97℃。与优化前相比斜率效率提高1.85%、光纤最高工作温度降低了14℃、分段之间温差降低了21.86℃,实现温度均匀分布、降低最高工作温度的同时兼顾激光器输出性能。（3）设计了一种包含三次波长转换的三级级联泵浦方案。具体方案为通过793nm的泵浦源获得1900nm波长的信号光,使用1900nm波长的泵浦源获得1940nm波长的信号光,最后使用1940nm的泵浦源获得2020nm波长的信号光。通过减小泵浦源转换到信号光时的量子亏损来减少热量的产生,同时将热量分散在三级泵浦结构中。在各级泵浦均不会对光纤产生损坏的前提下输出信号光的最大功率分别为134W、4273W、6517W,从理论分析上证明了这种结构将极大提高TDFL的输出功率。
谢兆鑫[2]（2020）在《掺镱高功率窄线宽光纤激光器及单频种子源的研究》文中指出高功率窄线宽线偏振光纤激光器具有线宽窄、光束质量高、偏振度高等优势,被广泛应用于相干合成、光谱合成、非线性频率变换等领域,本文重点研究了高功率短波长（≤1030 nm）窄线宽线偏振掺镱光纤激光器。此外将短波长（1018 nm）掺镱光纤激光器作为泵浦源应用在单频系统当中,研究了同带泵浦技术对单频光纤激光系统的影响。具体研究工作如下:1.从理论和实验两方面研究了高功率1018 nm窄线宽线偏振光纤激光器。基于传统掺镱光纤激光的稳态速率方程建立数值仿真模型,优化了激光系统的参数并且有效抑制了ASE,最终实现了工作波长1018 nm、激光输出功率104 W、3 d B和20 d B的光谱宽度分别是～21 GHz和～72 GHz、偏振消光比>17.5 d B、高光束质量（M x2～1.62和My2～1.63）、斜率效率79%的激光器系统。2.从理论和实验上两方面研究了基于主振荡功率放大结构的1030 nm全光纤千瓦级窄线宽线偏振光纤激光器。通过理论计算表明增大种子激光的线宽可以有效抑制SBS,缩小增益光纤长度可以有效抑制ASE。实验中利用光谱宽度较宽的种子源从而有效抑制了SBS效应,采用正向泵浦方式实现了925 W输出激光功率、中心波长1030.1 nm、偏振消光比～15.2 d B、光谱宽度～60 GHz、近衍射极限光束质量（M2<1.3）的激光系统。3.从理论和实验两方面研究了两种不同腔体结构的单频1018 nm光纤激光器。通过数值仿真模型,优化了单频1018 nm线性腔激光器的参数,理论分析了环形腔中实现1018 nm激光激射时SMS器件的光谱透射损耗特性。线性腔激光器输出功率120 m W、光谱信噪比72 d B、线宽5 k Hz、RIN约为-134 d B/Hz。环形腔激光器输出功率24.2 m W、光谱信噪比63 d B、线宽3.95 k Hz、RIN约为-131d B/Hz。4.研究了利用1018 nm光纤激光器同带泵浦的环形腔单频1064 nm光纤激光器。当单频1018 nm泵浦功率1.4 W时,单频1064 nm激光器最大输出功率为231 m W,信噪比、线宽和RIN分别为72 d B、1.4 k Hz和-141 d B/Hz。与976 nm半导体激光器泵浦相比,单频1018 nm泵浦时1064 nm单频激光的线宽明显变窄。此外,还研究了单频和多纵模1018 nm泵浦下的系统性能,研究结果表明,单纵模1018 nm泵浦源有助于改善系统的噪声特性。
陈益沙[3]（2020）在《高功率掺镱光纤激光器模式不稳定效应研究》文中认为掺镱光纤激光器具有高转换效率,高光束质量,高散热性能和结构紧凑等优点,在军事防御,材料加工,智能制造和医疗等领域具备极其广阔的应用前景和巨大的应用价值。但近年来发现的模式不稳定效应严重影响了掺镱光纤激光器输出功率的进一步提升和高功率输出下高光束质量的保持,严重阻碍了大功率掺镱光纤激光器的发展和应用范围扩展。本论文主要针对大功率光纤激光系统的模式不稳定效应展开研究,特别是从掺镱光纤本身的角度,对光纤振荡器和光纤放大器的模式不稳定抑制方法进行了深入研究。首先,本论文从掺镱光纤出发,阐述了镱离子的能级结构,发光特性以及镱离子适于作为高功率光纤激光系统增益介质的原因。结合本课题组的实际实验条件和技术,主要通过改进的化学气相沉积工艺和溶液掺杂技术制备光纤预制棒,最终拉丝成光纤。随后对光纤振荡器和光纤放大器在不同的泵浦方式下进行了模拟计算,认为双端泵浦结构下增益分布更为平缓,有利于模式不稳定效应的抑制。其次,根据自行设计拉制的掺镱光纤,搭建了大功率掺镱光纤振荡器。分析讨论了模式不稳定效应的几种判定标准,结合实验条件和实验结果,认为观察到光纤激光器发生时频域信号突变时,即判定光纤激光器发生了模式不稳定效应,发生突变前的输出功率即为模式不稳定阈值功率。实验结果表明,双端泵浦光纤振荡器模式不稳定阈值为～2.03k W,而单端正向泵浦结构模式不稳定阈值为～1.17k W,较单端正向泵浦结构高出～73%,与之前的模拟结果趋势一致。再次,研究了几种掺镱光纤振荡器的模式不稳定内禀抑制手段。第一,通过降低掺镱光纤的数值孔径,模式不稳定阈值从～1.14k W提升至大于～1.3k W,提升～14%,并认为更低的数值孔径主要会降低高阶模增益和增加高阶模弯曲损耗,从而抑制模式不稳定效应。第二,通过对掺镱光纤载氘实现模式不稳定的抑制,载氘0天,14天和28天的掺镱光纤,其模式不稳定阈值分别为～459W,～533W和～622W,提升分别为～16%和～35%,并认为载氘主要是通过强化光纤内的电致折射率光栅来抑制模式不稳定效应。认为在掺镱光纤数值孔径优化和掺镱光纤载氘两个实验中模式不稳定阈值差一个数量级的原因是光纤中是否有铈元素共掺,实验结果表明光纤掺铈不仅可以提升模式不稳定阈值,还可以提升光纤激光器长时间运转的功率稳定性,并认为掺铈能显着提升模式不稳定阈值功率的主要原因是掺铈能有效抑制光子暗化效应。最后,为进一步研究光子暗化和模式不稳定效应之间的联系,同时也为模拟光纤放大器在极端环境下的运行,研究了伽马射线辐致暗化和长时运转光致暗化对光纤放大器模式不稳定的影响。伽马辐照导致的光子暗化对光纤放大器的模式不稳定阈值产生巨大的负面影响主要是因为伽马辐照暗化也会在光纤中产生非桥氧空穴中心,并且在泵浦漂白的恢复过程中,模式不稳定阈值和时间的关系也近似服从拉伸指数函数。实验也研究了长时拷机产生的暗化对光纤放大器模式不稳定阈值的影响,在300分钟拷机后,尽管光光效率没有明显下降,但模式不稳定阈值下降了～20%,红光透射率也出现了明显下降。对掺镱进行光纤载氘处理,不但使模式不稳定阈值上升～21%,且拷机300分钟后既未观察到明显的模式不稳定阈值下降,也未观察到红光透射率的明显变化,认为载氘主要是通过强化光纤内的电致折射率光栅和氘气能和空穴相关的色心发生反应从而降低相关的色心数量从而提升光纤放大器的模式不稳定阈值和功率稳定性。
顾小琨[4]（2020）在《基于复合式F-P腔的Er3+：ZBLAN双波段光纤激光器的研究》文中提出3μm和2μm波段的中红外激光在激光探测、光电对抗、空间通信、科研实验等方面拥有良好的应用前景。在医疗外科手术方面,由于水在2.8μm和1.6μm波段处各有一个吸收峰,2.8μm激光可用来进行组织精准切割,1.6μm激光可以凝结止血,因此包含此两种成分的激光束可以用在外科微创手术中。目前通用的获得2.8μm和1.6μm激光束的方法是采用两个独立的激光器进行相干合束。此方案系统结构复杂,体积庞大,成本较高,可靠性低。本文采用级联振荡的方式,研制出单一工作介质输出2.8μm/1.6μm双波段的光纤激光器。论文在研究2.8μm/1.6μm双波段激光器运行机理的基础上,开展了以下研究和实验。首先,基于速率方程和Er3+离子的能级体系建立完整的数学模型,利用MATLAB对模型进行仿真计算。为提高仿真精确度,创新性地编写遗传算法对模型进行求解,得到合适的Er3+:ZBLAN光纤激光器各部分参数。其次,以仿真计算结果为参考,设计和搭建了单泵浦源、单工作介质的Er3+:ZBLAN光纤激光器。采用波长为976nm的LD,反向泵浦掺杂浓度为1mol.%,长度为10.5m的Er3+:ZBLAN光纤,谐振腔结构为复合式F-P腔。在抽运功率为50W的情况下,获得了中心波长为2.789μm和1.599μm的级联激光输出,激光功率分别为8.19W和2.8W,对应的斜率效率分别是17.7%和7.17%,两波长信号光2小时内峰值功率的浮动比依次为4.6%和3.1%。最后,利用搭建的双波长光纤激光器在猪表皮组织上进行了单点消融实验,实验参数为:激光功率0.5W、1W、1.5W、2W;照射时间5s、10s、15s、20s。经与同参数的10.6μm的CO2激光的作用结果进行对比,表明2.8μm激光的消融效果要优于10.6μm的CO2激光,且1.6μm激光对组织有良好的凝结效果。
顾江涛[5]（2019）在《高功率单模光纤激光器模式不稳定的研究》文中研究说明高功率单模光纤激光器具有高光束质量、高功率输出、散热性能好、结构简单等特点,被广泛应用于军事、打标、切割和焊接等领域。光纤激光器能量密度大,切割精度高,因此逐渐的取代了传统的机床加工等方式。高功率光纤激光器首先应用在国防方面,激光武器和激光制导的出现大大提高了国防的力量。激光武器也是作为中国制造2025中的关键一环,研究人员对光纤激光器开展了深入的研究。目前,单模光纤激光器的输出可以达到上万瓦级别。然而,模式不稳定现象的出现,破坏了光纤激光器的光束质量,阻碍了单模光纤激光器输出功率进一步提升。近年来关于模式不稳定现象的成因众说纷纭。本论文开展了对模式不稳定的理论和实验研究,论文的主要工作包括以下几个方面:（1）对模式不稳定的现象进行了理论分析和实验研究。阐述了模式不稳定的物理起源和影响因素的理论分析。首先理论分析了光纤激光器的原理和模式不稳定现象的起因,进而通过软件模拟了光纤长度对激光器输出功率的影响,最后利用软件分析不同因素对模式不稳定阈值的影响。实验中通过改变泵浦光波长,探究了泵浦光波长对模式不稳定的阈值的影响。实验发现与976 nm泵浦光相比,采用915 nm泵浦光可以提高模式不稳定的阈值。进一步探究了盘绕半径对模式不稳定阈值的影响,实验发现减少增益光纤的盘绕半径可以提高系统的模式不稳定阈值。进一步采用双向泵浦的方式,发现双向泵浦的方式不仅可以提高模式不稳定的阈值,还可以缓解熔接点压力。（2）基于光纤无源器件的制作和模式不稳定阈值的分析,利用了915 nm的泵浦源并采用了双端泵浦的方式,通过改良掺镱光纤盘绕半径,获得了功率高达2 kW的光纤激光器。为了获得高光束质量的输出激光,实验采用了自制的包层光剥模器,剥离度为30 dB。通过采用二氧化碳激光器对光纤刻蚀的方法,对光纤内包层进行刻蚀,破坏光纤的全反射结构,最后得到具有较高剥离度的剥模器。最后得到的光束质量因子仅为1.19,取得了较好的研究成果。
方泽远[6]（2019）在《高功率光纤激光器光光转换效率提升技术研究》文中研究表明高功率光纤激光器发展迅速,在工业、军事等众多领域得到广泛运用,提升光光转换效率对激光器的发展意义重大,但针对这一问题的研究和探讨相对稀少。本文从光纤熔接质量,反向泵浦信号合束器信号光传输效率和谐振腔参数优化三个方面研究了振荡器系统的光光转换效率提升方法。结合光纤的模式传输理论以及光纤模式能量分布理论,优化了双包层光少模光纤的熔接损耗模型。针对光纤熔接中的轴向偏差和光纤芯径差异,开展了双包层光纤纤芯（少模）熔接实验。结果表明,采用优化的模型能较好评估少模光纤熔接中的熔接损耗。针对反向合束器信号光传输损耗大的问题,建立了合束器内信号纤芯径失配与熔接损耗关系的模型,通过合理选择合束器信号纤参数,实现反向合束器信号光传输效率的优化,据此制作了一款反向（6+1）×1合束器,信号光传输效率优于98%,用于MOPA放大器反向抽运结构实现3kW稳定输出。根据谐振腔速率方程和边界条件,构建了泵浦波长、增益光纤长度、抽运方式和输出功率对激光器光光转换效率影响的仿真模型通过优化上述参数,分别搭建了输出功率为600W和1500W的激光器系统。600W激光器采用976nm单端泵浦方式,光光转化效率达到81.5%,实现了信号光的高效率输出。1500W激光器采用915nm双端泵浦方式,光光转化效率达到73%,采用该方式能够在较低的泵源成本下实现较高功率的稳定输出。
杨保来[7]（2018）在《大功率高亮度全光纤掺镱光纤激光振荡器研究》文中研究表明大功率全光纤掺镱光纤激光振荡器具有转换效率高、光束质量好、结构紧凑、性能稳定等优势,在工业加工和军事国防等领域都有重要应用。然而受限于器件制作工艺水平及光纤中的受激拉曼散射效应和模式不稳定效应,高亮度全光纤激光振荡器的输出功率提升受到限制。为实现更高功率、更高亮度的光纤激光输出,需要结合现有的器件工艺水平并同时实现对振荡器中的受激拉曼散射效应和模式不稳定效应的有效抑制。基于此,论文对大功率全光纤掺镱光纤激光振荡器进行系统的理论和实验研究,主要内容如下:研究了大功率光纤激光振荡器中的受激拉曼散射（SRS）效应。基于光纤激光振荡器的SRS理论模型,分别对光纤激光振荡器中泵浦分布及光纤光栅的反射带宽对SRS阈值的影响进行了数值仿真分析,搭建了对应的实验平台,对泵浦分布及光纤光栅带宽对振荡器SRS阈值的影响进行了实验验证,总结了光纤激光振荡器的SRS抑制方法。对大功率光纤激光振荡器中的模式不稳定（TMI）效应展开了理论和实验研究。阐述了光纤激光器中TMI的形成机理和抑制方法,参考光纤激光放大器的TMI理论模型,推导了基于耦合模理论的光纤激光振荡器的热致模式耦合模型。同时,基于TMI阈值计算的简化模型,研究了光纤激光振荡器TMI阈值受光纤光栅参数和泵浦方案的影响变化规律。设计并实验研究了全光纤激光振荡器中出现TMI时的典型特征和监测方法,对光纤光栅参数和泵浦方案对振荡器TMI阈值的影响规律进行了实验验证,总结光纤激光振荡器中TMI的抑制方法。开展了光纤激光振荡器的输出功率和亮度提升实验研究,通过振荡器的方案设计和优化,有效抑制光纤激光振荡器中的SRS和TMI效应,从而获得大功率高亮度全光纤激光振荡器。基于20/400μm商用掺镱光纤,采用两种不同的方案设计,分别实现了3kW级近衍射极限光束质量的全光纤激光振荡器;基于25/400μm商用掺镱光纤,采用定制的光纤光栅并通过优化激光器结构,实现了5.2kW高光束质量的全光纤激光振荡器,输出功率等指标达到国际先进水平;提出了全光纤结构锥形光纤激光振荡器方案,并基于现有20/400μm到30/600μm线性变化的锥形掺镱光纤开展实验研究,实现了1.7k W高亮度激光输出,是目前锥形光纤激光振荡器的最高输出功率。
张雪霞[8]（2017）在《高功率连续光纤激光器关键技术与工程化研究》文中研究指明高功率光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、结构紧凑、免维护等优点,具有广泛的应用。随着光纤的制造工艺和泵浦光源生产技术的迅速发展,目前掺镱光纤激光器得已广泛应用于工业加工、军事国防和光纤通信等领域。在光纤激光器应用领域不断扩展的过程中,全光纤激光器已向着更高功率、更加集成化的方向发展。在这个发展过程中,需要解决光纤激光器的热效应、反射和合束等关键技术难题,并实现工程化。本论文的课题来源于04国家科技重大专项——工业用高功率全光纤激光器的开发（No.2010ZX04013-052）,针对当前高功率连续光纤激光器所面临的这些问题,开展了高功率连续光纤激光器的理论模拟和实验研究,实现重大专项项目对光纤激光器的要求,同时实现了高功率连续光纤激光器的工程化应用。本文的主要研究内容及得到的成果如下:1.分析了镱离子的能级结构和光谱特性,根据掺镱全光纤激光器的稳态速率方程,推导了光纤激光器功率分布的近似解析方程,通过Matlab模拟分析了光纤激光器的功率特性。根据端面泵浦光纤激光器的原理结构,结合线性结构中光纤激光器的边界限制条件,对光纤激光器的泵浦光和激光的功率分布进行了分析。同时,对侧面多点泵浦的光纤激光器进行模拟分析,多点泵浦的结构能够实现激光器功率在光纤中平坦分布。另外,在这种结构中,可以通过增加泵浦光的注入点数来实现更高功率的光纤激光器。2.结合理论模拟,对掺镱光纤激光器进行了实验研究。分析了级联耦合器的制作参数对光纤激光器性能的影响,结合实验数据和耦合器的制作标准,选择合适的级联耦合器搭建了高功率光纤激光器系统。在光纤激光器中,由于耦合器对反向抽运光具有隔离的功能,能够应用在后向抽运结构中,所以采用级联结构的耦合器搭建了双向抽运结构的光纤激光器。当975nm抽运功率通过双向抽运结构注入功率为1096W时,1080nm的光纤激光器功率输出为780W,该激光器的光-光转换效率达到71%。另外,在主控振荡功率方法的光纤激光器中,206W的中种子光通过546W的泵浦光被放大到635W,放大级的光-光转换效率78%。3.依据热传导方程,建立光纤热模型。优化光纤的处理工艺,设计光纤冷却装置,搭建端面抽运的光纤激光器,建设激光器产品生产线,并完成产品小批量生产及应用。采用水冷方式,在端面抽运的光纤激光器中,选择激光振荡器加一级放大的结构,成功实现1kW单模光纤激光器原理样机,当975nm的泵浦功率为1496W时,1080nm单模光纤激光器的最高功率输出达到1024W,光-光转换效率为68.5%。同时,考虑到激光器的散热和结构布局,采用前向端面抽运的方式完成多个输出功率为600W的1080nm激光模块的实验和封装,实现4kW高功率光纤激光器对激光模块的要求。根据激光模块的实验和封装,实现500W光纤激光器生产关键工艺的控制,实现500W光纤激光器的小批量生产。在500W光纤激光器的制作基础上,采用自主发明的特殊光纤光隔离和光剥除技术,设计在激光材料加工过程中能够抗反射的被动式防反射光纤激光器。在激光切割实验中,验证了该激光器在金属加工过程中能够长期稳定工作,并且在对铝、紫铜等高反射材料进行加工时同样可以完全稳定的工作。4.根据国家重大专项项目对激光功率合束的要求,对高功率的光纤合束器进行了研制。结合光纤拉锥的制作过程,模拟分析了锥形光纤的模场分布,基于光纤熔接/拉锥处理平台,采用石英玻璃套管法制作了7×1的光纤功率合束器。采用纤芯/包层直径为20/130μm,NA为0.08的大模场光纤为光纤合束器的输入光纤,合束器的输出直径为100μm,并且测得该合束器平均传输效率为93%。最后,采用7×1功率合束器对自主封装的600W激光模块进行合束,完成4kW高光束质量输出光纤激光器的研制。
肖起榕,张大勇,王泽晖,黄昱升,张利明,李丹,闫平,巩马理[9]（2017）在《高功率光纤激光抽运耦合技术综述》文中提出高功率光纤激光器是目前激光器研究发展的一个热点。抽运耦合功率将直接决定光纤激光器的输出功率。分析了光纤激光抽运耦合技术的研究现状,从端面抽运耦合和侧面抽运耦合两大基本结构出发,详细阐述了各种光纤激光抽运耦合器的技术方案和特点,并进行综合比较,针对现存问题以及今后的研究方向提出了建议。
董繁龙[10]（2016）在《高功率全光纤激光器光纤耦合关键技术研究》文中进行了进一步梳理高功率全光纤激光器的关键技术主要有:半导体泵浦源技术,双包层光纤技术,光纤耦合技术,光纤光栅及终端输出技术。其中,光纤耦合技术作为激光器的核心技术之一,其目的是要将泵浦光或信号光高效地耦合到双包层光纤。总的来说,光纤耦合技术主要有两种:锥形光纤束端面耦合技术和侧面光纤耦合技术。然而,目前用于高功率条件下的光纤耦合器大多需要国外进口。因此,研制国产高功率光纤器件及基于国产器件的高功率光纤激光器对中国光纤激光技术的发展具有重要的战略意义。主要对几种特殊波导光纤的模场特性、锥形光纤束端面光纤耦合技术和侧面光纤耦合技术进行了理论和实验研究。本论文的主要研究内容和成果包括以下几个方面:1、利用光束传播法分析了弯曲光纤、锥形光纤和热扩芯光纤的模场分布特性及光束传输特性,并采用热扩芯技术研制出百瓦级光纤模场匹配器。首先,研究了大模场面积光纤的抗弯曲特性,并分析了由光纤弯曲导致的光场畸变。结果表明,光纤模式阶数越高,对弯曲越敏感;光纤弯曲半径越大、折射率差越小、芯径越大,畸变越严重;其次,分析了锥形光纤的模场分布特性和低损耗拉锥条件。结果表明:对单模光纤,只要满足绝热拉锥条件就能获得高的传输效率;而对多模光纤,影响其传输效率的因素主要是拉锥比;最后,重点对热扩芯光纤的模场分布特性进行了研究。理论模拟和实验发现,与单模光纤相比,热扩芯时大模场面积光纤的模场直径增大的更快。另外,对光束在热扩芯光纤中的传输特性的分析结果表明,即使实现了不同光纤模场直径之间的匹配,光纤模场匹配器的传输损耗依然存在。实验上采用6/125μm单模光纤和15/130μm大模场面积光纤自行研制了百瓦级光纤模场匹配器,其通光效率74%,承受功率大于100W,性能优于市场上同等规格的商用光纤模场匹配器。最后,热扩芯技术还可用于光纤耦合器的制备。2、基于热扩芯技术,提出一种针对大包层-纤芯比准单模光纤功率合束的方法——过渡光纤法,解决了高功率单模光纤激光器模块的功率合束问题,并研制了千瓦级N×1型泵浦光合束器及信号光合束器。首先,对N×1型泵浦光纤合束器进行了理论和实验研究。基于Vytran GPX系列光纤处理平台,采用锥形光纤束石英套管法,制作完成了3×1、7×1、19×1及61×1四种高功率泵浦光纤合束器;其次,对N×1型单模信号光纤能量合束器进行了理论和实验研究。分析了7×1单模信号光纤能量合束器的模场分布和光传输特性,重点分析了空间瞬态对合束器传输效率的影响。采用基于热扩芯技术的过渡光纤法制备了7×1型信号光合束器,并将7路600W单模激光合束,获得了4k W的激光输出。3、自主研制了高功率（N+1）×1型侧面泵浦光耦合器,并采用自行研制的侧面泵浦光耦合器,搭建了侧面多点泵浦全光纤结构主振荡功率放大器。首先,对熔锥型侧面泵浦光耦合器进行了理论研究,实验上采用石墨灯丝加热法研制出了（2+1）×1熔锥型侧面泵浦光耦合器,该耦合器的耦合效率为94%,单臂可承受200W泵浦功率;其次,对角度磨抛侧面熔接泵浦光耦合器进行了理论分析与模拟。实验上采用CO2激光熔接的方式,自行研制了（1+1）×1型角度磨抛侧面泵浦光耦合器,该耦合器的耦合效率高达97%,信号光插损小于2%,可承受最高140W的泵浦功率;最后,对侧面多点泵浦耦合方式下光纤放大器的光功率分布进行了数值模拟,分析了侧面分布泵浦耦合方式下单个耦合器的性能以及耦合器的分布方式对光纤放大器效率的影响。4、基于主振荡功率放大结构,采用自行研制的N×1型泵浦光合束器,搭建了千瓦级掺Yb双包层光纤放大器。分析了激光器的热效应及影响激光器输出光束质量的因素。最终获得了稳定的1.02k W基模连续激光输出和较好的光束质量M2=1.07,并制作了激光器样机用于金属切割。另外,采用自行研制的角度磨抛侧面泵浦光耦合器,搭建了侧面多点泵浦、掺Yb双包层光纤主振荡功率放大器。实验上,采用8个级联（1+1）×1型侧面泵浦光耦合器对放大级光纤进行泵浦,最终获得了303W的功率输出,激光器放大级光-光转换效率达到57%。
二、双端包层抽运光纤激光器实现137W激光输出（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、双端包层抽运光纤激光器实现137W激光输出（论文提纲范文）
（1）2μm高功率掺铥光纤激光器中热效应的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 2微米波段激光的研究意义和进展 |
| 1.1.1 2μm波段激光的研究意义 |
| 1.1.2 2μm波段激光的研究进展 |
| 1.2 掺铥光纤激光器研究意义研究进展 |
| 1.2.1 掺铥光纤激光器的研究意义 |
| 1.2.2 掺铥光纤激光器的研究进展 |
| 1.3 掺铥光纤激光器中热效应研究意义和研究进展 |
| 1.3.1 掺铥光纤激光器中热效应的研究意义 |
| 1.3.2 掺铥光纤激光器中热效应的研究进展 |
| 1.4 本文的主要工作和结构安排 |
| 2 高功率掺铥光纤激光器的基本理论与热效应分析 |
| 2.1 掺铥光纤激光器原理和结构分析 |
| 2.1.1 铥元素的基本特性和能级结构 |
| 2.1.2 掺铥光纤放大器的结构描述 |
| 2.1.3 影响掺铥光纤放大器工作性能的因素 |
| 2.2 掺铥光纤激光器的泵浦方案和理论模型 |
| 2.2.1 ~3H_6→~3H_4泵浦方案和理论模型 |
| 2.2.2 ~3H_6→~3H_5泵浦方案和理论模型 |
| 2.2.3 ~3H_6→~3F_4泵浦方案和理论模型 |
| 2.3 掺铥光纤激光器的温度理论模型 |
| 2.4 热效应分析与抑制方法 |
| 2.4.1 热效应分析 |
| 2.4.2 热效应抑制方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 高功率掺铥光纤激光器的热效应分析 |
| 3.1 数值计算方法 |
| 3.1.1 牛顿迭代法 |
| 3.1.2 龙格-库塔法 |
| 3.2 掺铥光纤激光器的仿真数值分析 |
| 3.2.1 功率及温度分布 |
| 3.2.2 光纤参量的影响 |
| 3.2.3 交叉弛豫过程的影响 |
| 3.2.4 泵浦功率及冷却强度的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 分布式泵浦下热效应的仿真分析与优化 |
| 4.1 分布式侧面多点泵浦的仿真分析 |
| 4.1.1 分段泵浦的数值计算方法 |
| 4.1.2 泵浦方式的分析比较 |
| 4.1.3 双端泵浦下泵浦吸收系数分析 |
| 4.1.4 分段泵浦的分析 |
| 4.2 分布式泵浦的优化 |
| 4.2.1 遗传算法简介 |
| 4.2.2 光纤长度与泵浦功率的优化 |
| 4.2.3 优化结果分析 |
| 4.3 级联泵浦方式的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）掺镱高功率窄线宽光纤激光器及单频种子源的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高功率光纤激光器研究现状与进展 |
| 1.2.1 半导体激光器泵浦的高功率光纤激光器 |
| 1.2.2 同带泵浦技术的泵浦源及激光器系统 |
| 1.2.3 高功率窄线宽光纤激光器 |
| 1.3 单频光纤激光器研究现状与进展 |
| 1.3.1 线性腔单频光纤振荡器 |
| 1.3.2 环形腔单频光纤激光器 |
| 1.3.3 单频光纤激光器的线宽和噪声的优化 |
| 1.4 本文主要研究工作与内容 |
| 第2章 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤激光器的理论及实验研究 |
| 2.1 1018 nm窄线宽线偏振光纤振荡器的理论研究 |
| 2.1.1 线偏振掺镱光纤激光发射特性和产生机理 |
| 2.1.2 理论模型 |
| 2.1.3 数值计算 |
| 2.2 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤放大器理论研究 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 数值计算 |
| 2.3 1018 nm窄线宽线偏振光纤振荡器实验研究 |
| 2.3.1 实验光路图 |
| 2.3.2 实验结果和讨论 |
| 2.4 百瓦级1018 nm窄线宽线偏振光纤放大器实验研究 |
| 2.4.1 实验光路图 |
| 2.4.2 实验结果和讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 单模千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤激光器的理论及实验研究 |
| 3.1 1030 nm窄线宽线偏振光纤振荡器数值计算 |
| 3.1.1 数值仿真1030 nm激光振荡器输出功率及光谱 |
| 3.1.2 数值仿真1030 nm激光振荡器上能级反转粒子数 |
| 3.1.3 数值仿真1030 nm激光振荡器温度分布特性 |
| 3.2 1030 nm窄线宽线偏振光纤振荡器实验研究 |
| 3.2.1 实验光路图 |
| 3.2.2 实验结果和讨论 |
| 3.3 1030 nm窄线宽线偏振光纤预放大器数值计算 |
| 3.3.1 数值仿真1030 nm预放大器输出功率及光谱特性 |
| 3.3.2 数值仿真1030 nm预放大器温度分布特性 |
| 3.4 1030 nm窄线宽线偏振光纤预放大器实验研究 |
| 3.4.1 实验光路图 |
| 3.4.2 实验结果和讨论 |
| 3.5 千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤主放大器理论研究 |
| 3.5.1 理论模型 |
| 3.5.2 千瓦级1030 nm主放大器理论计算 |
| 3.6 千瓦级1030 nm窄线宽线偏振光纤主放大器实验研究 |
| 3.6.1 实验光路图 |
| 3.6.2 实验结果和讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于超短腔和环形腔结构的单频1018 nm光纤激光器 |
| 4.1 单频的实现原理 |
| 4.1.1 超短腔实现单频运转的原理 |
| 4.1.2 饱和吸收体实现单频运转的原理 |
| 4.1.3 单频激光器中激光输出频率的影响因素 |
| 4.2 单频光纤激光器的参数测量 |
| 4.2.1 单频运转特性的测量方法 |
| 4.2.2 单频光纤激光器线宽特性的测量原理及方法 |
| 4.2.3 单频光纤激光器RIN特性的测量原理及方法 |
| 4.3 超短腔单频1018 nm光纤振荡器 |
| 4.3.1 超短腔单频振荡器的基本概念 |
| 4.3.2 数值仿真976 nm泵浦DBR型单频1018 nm激光器输出特性 |
| 4.3.3 实验光路图 |
| 4.3.4 实验结果与讨论 |
| 4.4 环形腔单频1018 nm光纤振荡器 |
| 4.4.1 自制SMS器件波长选择特性数值模型及理论计算 |
| 4.4.2 实验光路图 |
| 4.4.3 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 环形腔单频1064 nm光纤激光器的研究 |
| 5.1 976 nm半导体激光器泵浦的环形腔单频1064 nm实验研究 |
| 5.1.1 实验光路图 |
| 5.1.2 实验结果与讨论 |
| 5.2 基于同带泵浦技术的环形腔单频1064 nm实验研究 |
| 5.2.1 实验光路图 |
| 5.2.2 实验结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 本文的总结与展望 |
| 6.1 主要工作内容和创新点 |
| 6.2 不足之处与未来的工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）高功率掺镱光纤激光器模式不稳定效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 大功率掺镱激光器及其发展现状 |
| 1.3 模式不稳定效应 |
| 1.4 模式不稳定效应抑制方法 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 2 掺镱光纤的理论基础和制备以及激光器基础 |
| 2.1 石英光纤中的镱离子及其发光特性 |
| 2.2 掺镱石英光纤的制备 |
| 2.3 掺镱光纤激光器的基础理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 模式不稳定效应及其表征 |
| 3.1 光纤放大器和光纤振荡器中的横模不稳定机理 |
| 3.2 横模不稳定效应测试平台 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 光纤振荡器的模式不稳定效应抑制 |
| 4.1 内禀抑制-光纤数值孔径的优化 |
| 4.2 内禀抑制-光纤载氘 |
| 4.3 内禀抑制-铈离子共掺 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 光纤放大器的模式不稳定抑制 |
| 5.1 伽马辐照暗化的泵浦漂白 |
| 5.2 长时拷机的光致暗化及其载氘抑制 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文及申请专利目录 |
（4）基于复合式F-P腔的Er3+：ZBLAN双波段光纤激光器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究近况 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 光纤激光器的理论基础 |
| 2.1 Er~(3+)离子能级结构 |
| 2.2 Er~(3+)离子光谱特性 |
| 2.3 理论模型 |
| 2.3.1 低掺杂Er~(3+):ZBLAN光纤激光器速率方程 |
| 2.4 光纤激光器的基础技术 |
| 2.4.1 双包层掺铒氟化物光纤结构特性 |
| 2.4.2 谐振腔结构 |
| 2.4.3 双包层光纤激光器的泵浦耦合技术 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 Er~(3+):ZBLAN光纤激光器的仿真研究 |
| 3.1 仿真求解算法 |
| 3.2 仿真结果及讨论 |
| 3.2.1 光纤长度优化 |
| 3.2.2 掺杂浓度的优化 |
| 3.2.3 ESA与 ETU过程对激光器性能的影响 |
| 3.2.4 输出端反射率的优化 |
| 3.2.5 泵浦参数优化 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 Er~(3+):ZBLAN光纤激光器的实验研究 |
| 4.1 实验装置研究 |
| 4.2 实验结果与分析 |
| 4.3 猪表皮消融实验 |
| 4.3.1 实验材料 |
| 4.3.2 实验步骤 |
| 4.3.3 激光在皮肤组织表面作用的评价标准 |
| 4.3.4 实验结果分析 |
| 4.4 与10.6μm的CO_2激光对猪表皮的热影响区域对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）高功率单模光纤激光器模式不稳定的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 高功率单模光纤激光器及其模式不稳定的研究现状 |
| 1.2.1 高功率单模光纤激光器的研究现状 |
| 1.2.2 模式不稳定的研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 高功率单模光纤激光器模式不稳定理论分析 |
| 2.1 高功率单模光纤激光器理论分析 |
| 2.1.1 高功率单模光纤激光器工作原理分析 |
| 2.1.2 高功率单模光纤激光器的数值模拟 |
| 2.2 模式不稳定影响因素的理论分析 |
| 2.2.1 纤芯半径 |
| 2.2.2 信号光波长 |
| 2.2.3 掺杂区域半径 |
| 2.2.4 内包层半径 |
| 2.2.5 泵浦光波长 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 模式不稳定的实验研究 |
| 3.1 976 nm与915 nm泵浦对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.1.1 976 nm泵浦光对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.1.2 915 nm泵浦光对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.1.3 915 nm与976 nm混合泵浦对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.2 盘绕半径对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.3 双向泵浦对模式不稳定阈值的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 2 kW单模光纤激光器 |
| 4.1 2 kW单模光纤激光器结构与设计 |
| 4.1.1 2 kW单模光纤激光器的结构 |
| 4.1.2 2 kW单模光纤激光器的仿真模拟 |
| 4.2 2 kW单模光纤激光器的关键技术与关键器件 |
| 4.2.1 光纤激光器的低损耗熔接技术 |
| 4.2.2 光纤激光器振荡器结构与放大器结构 |
| 4.2.3 光纤激光器的关键器件 |
| 4.3 2 kW单模光纤激光器的搭建与测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）高功率光纤激光器光光转换效率提升技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 高功率光纤激光器的技术背景 |
| 1.1.2 光纤振荡器的发展和应用 |
| 1.1.3 光纤激光器光光转换效率提升的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤熔接质量控制 |
| 1.2.2 合束器信号光传输效率 |
| 1.2.3 双包层掺镱光纤 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 光纤激光器的光光转换效率提升理论 |
| 2.1 光纤的熔接损耗控制理论 |
| 2.1.1 光纤的模式传输 |
| 2.1.2 光纤的熔接损耗 |
| 2.2 光纤合束器功率损耗控制理论 |
| 2.3 光纤振荡器谐振腔速率方程与边界条件 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光纤熔接质量仿真及实验研究 |
| 3.1 双包层光纤少模熔接功率损耗理论模型 |
| 3.2 光纤熔接功率损耗的仿真研究 |
| 3.2.1 .单模光纤熔接损耗的仿真 |
| 3.2.2 双包层光纤熔接的内包层传输损耗仿真 |
| 3.2.3 双包层光纤熔接的纤芯传输损耗仿真 |
| 3.3 光纤熔接损耗的实验研究 |
| 3.3.1 单模光纤熔接损耗实验 |
| 3.3.2 双包层光纤多模熔接损耗实验 |
| 3.3.3 双包层光纤少模熔接损耗实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 反向泵浦信号合束器信号光传输效率提升技术研究 |
| 4.1 合束器信号光功率损耗原理 |
| 4.2 合束器功率损耗仿真模型 |
| 4.3 反向泵浦信号合束器测试 |
| 4.3.1 信号光传输效率测试系统及测试方法 |
| 4.3.2 光纤熔接质量测试 |
| 4.3.3 商用合束器测试结果及分析 |
| 4.4 高信号光传输效率反向(6+1)×1 泵浦信号合束器 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 谐振腔参数对系统光光转换效率影响的仿真与实验研究 |
| 5.1 谐振腔参数对振荡器光光转换效率影响仿真 |
| 5.1.1 泵浦中心波长对谐振腔光光转换效率的影响 |
| 5.1.2 增益光纤长度对谐振腔光光转换效率的影响 |
| 5.1.3 抽运方式对谐振腔光光转换效率的影响 |
| 5.2 谐振腔参数对振荡器光光转换效率影响实验研究 |
| 5.2.1 泵浦中心波长影响谐振腔光光转换效率实验 |
| 5.2.2 增益光纤长度影响谐振腔光光转换效率实验 |
| 5.2.3 抽运方式影响谐振腔光光转换效率实验 |
| 5.3 高光光转换效率光纤激光振荡器 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）大功率高亮度全光纤掺镱光纤激光振荡器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤激光的发展与现状 |
| 1.1.1 光纤激光的发展历程 |
| 1.1.2 大功率光纤激光的技术路径 |
| 1.2 大功率光纤激光振荡器的研究进展及限制因素 |
| 1.2.1 大功率光纤激光振荡器的国内外研究进展 |
| 1.2.2 大功率全光纤激光器的功率提升的主要限制因素 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构安排 |
| 第二章 大功率光纤激光振荡器中受激拉曼散射效应抑制研究 |
| 2.1 光纤激光振荡器的受激拉曼散射理论模型 |
| 2.1.1 光纤激光放大器的SRS理论模型 |
| 2.1.2 光纤激光振荡器的SRS理论模型 |
| 2.2 光纤激光振荡器SRS阈值影响因素数值仿真 |
| 2.2.1 泵浦分布对于振荡器SRS阈值影响 |
| 2.2.2 光纤光栅反射带宽对于SRS阈值的影响 |
| 2.3 光纤激光振荡器的SRS阈值影响因素实验研究 |
| 2.3.1 泵浦分布对SRS阈值的影响 |
| 2.3.2 低反光栅的反射带宽对于SRS阈值的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大功率光纤激光振荡器模式不稳定效应理论研究 |
| 3.1 光纤激光放大器的TMI物理机理和抑制方法简介 |
| 3.1.1 模式不稳定效应的物理机理 |
| 3.1.2 光纤激光放大器中的TMI抑制方法简介 |
| 3.2 光纤激光振荡器的模式不稳定理论模型 |
| 3.2.1 基于耦合模理论的模式不稳定理论模型推导 |
| 3.2.2 振荡器模式不稳定阈值估算的简化模型 |
| 3.3 光纤激光振荡器TMI阈值影响因素仿真分析 |
| 3.3.1 光纤光栅参数对振荡器模式不稳定阈值的影响分析 |
| 3.3.2 泵浦方式对振荡器模式不稳定阈值的影响分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 大功率光纤激光振荡器模式不稳定阈值影响实验研究 |
| 4.1 大功率光纤激光振荡器中TMI阈值的实验判断依据 |
| 4.1.1 光纤激光放大器中的TMI的典型特征及监测方法 |
| 4.1.2 全光纤激光振荡器中的模式不稳定的实验判断依据 |
| 4.2 光纤光栅参数对光纤激光振荡器TMI阈值的影响 |
| 4.2.1 光纤光栅的反射带宽对光纤激光振荡器TMI阈值的影响 |
| 4.2.2 光纤光栅的中心波长对于TMI阈值的影响 |
| 4.3 泵浦方式对光纤激光振荡器TMI阈值的影响 |
| 4.3.1 泵浦波长对于光纤激光振荡器TMI阈值的影响 |
| 4.3.2 泵浦分布对于光纤激光振荡器TMI阈值的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大功率光纤激光振荡器亮度提升实验研究 |
| 5.1 3kW级近衍射极限光束质量的全光纤激光振荡器 |
| 5.1.1 976nm双向泵浦设计方案 |
| 5.1.2 915nm后向泵浦设计方案 |
| 5.2 5kW级高光束质量的全光纤激光振荡器 |
| 5.2.1 光纤光栅性能测试 |
| 5.2.2 搭建振荡器实现大功率激光输出 |
| 5.3 大功率全光纤长锥形掺镱光纤激光振荡器 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 主要研究工作与相关成果 |
| 6.2 论文主要创新工作 |
| 6.3 论文的不足及后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（8）高功率连续光纤激光器关键技术与工程化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高功率连续光纤激光器的特点 |
| 1.3 高功率连续光纤激光器的研究现状 |
| 1.3.1 高功率连续光纤激光器的研究进展 |
| 1.3.2 高功率连续光纤激光器的研究现状 |
| 1.4 高功率光纤激光器关键技术问题 |
| 1.4.1 特种光纤技术 |
| 1.4.2 包层抽运耦合技术 |
| 1.4.3 激光器的功率合束技术 |
| 1.4.4 光纤激光器工程化研究 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 高功率光纤激光器的理论模拟及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Yb~(3+)离子能级结构和光谱特性 |
| 2.3 掺Yb~(3+)双包层光纤的模场分布 |
| 2.4 端面抽运连续光纤激光器 |
| 2.4.1 端面抽运光纤激光器理论模型 |
| 2.4.2 端面抽运光纤激光器输出特性 |
| 2.5 侧面抽运连续光纤激光器 |
| 2.5.1 侧面抽运光纤激光器理论模型 |
| 2.5.2 侧面抽运光纤激光器输出特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于侧面泵浦耦合器的光纤激光器实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 侧面抽运耦合器 |
| 3.2.1 抽运光耦合效率 |
| 3.2.2 耦合器传输损耗 |
| 3.2.3 信号光插入损耗 |
| 3.2.4 耦合器的方向性 |
| 3.3 侧面抽运耦合器对光纤激光器的影响 |
| 3.3.1 耦合器的耦合效率对光纤激光器的影响 |
| 3.3.2 耦合器的插入损耗对光纤激光器信号光的影响 |
| 3.3.3 耦合器传输损耗对光纤激光器的影响 |
| 3.4 基于侧面抽运耦合器的光纤激光器和放大器 |
| 3.4.1 级联侧面抽运耦合器 |
| 3.4.2 基于侧面抽运耦合器的光纤激光器 |
| 3.4.3 基于侧面抽运耦合器的光纤放大器 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高功率连续光纤激光器实验与工程化研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光纤激光器热分析 |
| 4.2.1 热传导方程 |
| 4.2.2 光纤热分析模拟 |
| 4.2.3 光纤冷却装置的设计 |
| 4.2.4 熔接工艺对光纤温度的影响 |
| 4.3 高功率光纤激光器实验研究 |
| 4.3.1 1kW MOPA结构的光纤激光器研究 |
| 4.3.2 600W端面单向抽运光纤激光器研究 |
| 4.4 500W光纤激光器工程化及工业应用研究 |
| 4.4.1 500W光纤激光器工业化研究 |
| 4.4.2 防反射光纤激光器结构设计 |
| 4.4.3 光纤激光器工业应用研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高效率高功率光纤合束器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光纤功率合束器的研制 |
| 5.2.1 锥形光纤的模场分布 |
| 5.2.2 光纤合束器的制作及测试 |
| 5.3 4kW光纤激光器的合束 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的研究成果 |
| 致谢 |
（9）高功率光纤激光抽运耦合技术综述（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 光纤激光器中的端面抽运 |
| 2.1 分立光学元件端面耦合 |
| 2.2 直接熔接端面耦合 |
| 1)基于普通双包层光纤 |
| 2)基于定制光纤 |
| 2.3 普通光纤熔融拉锥端面抽运耦合 |
| 2.4 光子晶体光纤熔融拉锥端面抽运耦合 |
| 3 光纤激光器中的侧面抽运 |
| 3.1 由空间输出LD侧面抽运 |
| 1)贴合棱镜侧面抽运耦合 |
| 2)V形槽侧面抽运耦合 |
| 3)嵌入反射镜侧面耦合 |
| 4)双包层光纤侧面磨抛抽运耦合 |
| 5)光纤盘集中侧面抽运 |
| 6)衍射光栅侧面耦合 |
| 3.2 尾纤输出LD侧面抽运 |
| 1)抽运光纤角度磨抛侧面耦合 |
| 2)非对称光纤侧面耦合 |
| 3)锥形石英管侧面耦合 |
| 4)热缩管压缩侧面耦合 |
| 5)双向抽运的侧面耦合器 |
| 6)级联抽运耦合技术 |
| 7)GT-wave技术 |
| 4 对比分析 |
| 5 总结 |
（10）高功率全光纤激光器光纤耦合关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 光纤耦合技术概述 |
| 1.2.1 端面光纤耦合技术 |
| 1.2.2 侧面光纤耦合技术 |
| 1.3 光纤耦合技术的发展及应用 |
| 1.3.1 光纤耦合技术的发展 |
| 1.3.2 光纤耦合技术在光纤激光器中的应用 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 特殊光纤波导中的光场特性研究 |
| 2.1 光纤波导模式 |
| 2.1.1 基本方程 |
| 2.1.2 阶跃折射率光纤的波动理论 |
| 2.1.3 线偏振模 |
| 2.2 光束传播法 |
| 2.2.1 光波导中的光传输 |
| 2.2.2 利用算符后的形式解 |
| 2.2.3 采用分步傅里叶算法的数值方法 |
| 2.3 弯曲光纤的选模特性 |
| 2.3.1 光纤内导波模式的功率分布 |
| 2.3.2 光纤弯曲引起的功率损耗及模场变化 |
| 2.3.3 光纤弯曲导致的光场畸变 |
| 2.4 锥形光纤特性 |
| 2.4.1 锥形光纤的模场特性 |
| 2.4.2 锥形光纤的低损耗传输条件 |
| 2.5 热扩芯光纤特性 |
| 2.5.1 热扩芯光纤的原理 |
| 2.5.2 热扩芯光纤中的光传输特性 |
| 2.5.3 热扩芯实验及在高功率模场匹配器中的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 锥形光纤束端面耦合技术的研究 |
| 3.1 锥形光纤束耦合技术概述 |
| 3.2 泵浦光合束器 |
| 3.2.1 泵浦光合束器的设计原则 |
| 3.2.2 泵浦光合束器的制作方法 |
| 3.2.3 泵浦光合束器实验及分析 |
| 3.3 信号光合束器 |
| 3.3.1 信号光合束器制作方法及原理 |
| 3.3.2 信号光合束器的模场分布及传输特性 |
| 3.3.3 信号光合束器实验及分析 |
| 3.3.4 影响光纤合束器性能的因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 侧面光纤耦合技术的研究 |
| 4.1 熔锥型侧面耦合器的研究 |
| 4.1.1 熔锥型侧面耦合器的制作方法及分析 |
| 4.1.2 熔锥型侧面耦合器实验 |
| 4.2 角度磨抛型侧面耦合器的研究 |
| 4.2.1 角度磨抛侧面耦合器的理论分析 |
| 4.2.2 角度磨抛侧面耦合器实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 光纤耦合技术在高功率全光纤激光器中的应用 |
| 5.1 端面耦合技术在高功率全光纤激光器中的应用 |
| 5.1.1 高功率全光纤激光器结构及输出特性 |
| 5.1.2 高功率全光纤激光器的热效应分析 |
| 5.1.3 激光光束质量的影响因素分析 |
| 5.2 侧面耦合技术在高功率全光纤激光器中的应用 |
| 5.2.1 侧面多点泵浦耦合方式的研究 |
| 5.2.2 侧面多点泵浦光纤激光器实验研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
四、双端包层抽运光纤激光器实现137W激光输出（论文参考文献）
- [1]2μm高功率掺铥光纤激光器中热效应的研究[D]. 张轲. 北京交通大学, 2020(03)
- [2]掺镱高功率窄线宽光纤激光器及单频种子源的研究[D]. 谢兆鑫. 天津大学, 2020(01)
- [3]高功率掺镱光纤激光器模式不稳定效应研究[D]. 陈益沙. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]基于复合式F-P腔的Er3+：ZBLAN双波段光纤激光器的研究[D]. 顾小琨. 长春理工大学, 2020(02)
- [5]高功率单模光纤激光器模式不稳定的研究[D]. 顾江涛. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [6]高功率光纤激光器光光转换效率提升技术研究[D]. 方泽远. 南京理工大学, 2019(06)
- [7]大功率高亮度全光纤掺镱光纤激光振荡器研究[D]. 杨保来. 国防科技大学, 2018(01)
- [8]高功率连续光纤激光器关键技术与工程化研究[D]. 张雪霞. 北京工业大学, 2017(11)
- [9]高功率光纤激光抽运耦合技术综述[J]. 肖起榕,张大勇,王泽晖,黄昱升,张利明,李丹,闫平,巩马理. 中国激光, 2017(02)
- [10]高功率全光纤激光器光纤耦合关键技术研究[D]. 董繁龙. 北京工业大学, 2016(02)