微結構光纖激光器件的理論分析和數(shù)值模擬.pdf

1、微結構光纖較普通光纖以其獨特的光學特性和靈活的結構設計引起了學術界和工業(yè)界的廣泛關注。將微結構光纖作為激光增益介質(zhì)，同樣成為人們研究的熱點和焦點。 本文首先介紹了微結構光纖作為增益介質(zhì)在激光放大方面的發(fā)展和研究狀況，微結構光纖特性在激光放大方面的應用以及光纖激光器件研究的最新進展。目前，研究微結構光纖的模型和方法很多，文章對常用的方法和模型進行了簡要的分析和比較。 然后，給出了普通光纖放大器的基本原理以及實現(xiàn)粒子數(shù)反轉的

2、速率方程。在這個過程當中，主要討論了光纖放大器的構造、泵浦光源的選擇、泵浦波長的選用以及影響摻雜離子放大效果的不利因素等，為后面建立摻雜鉺離子系統(tǒng)提供了依據(jù)。 隨后，著重介紹了等效折射率模型，利用此模型可以將微結構光纖等效為普通階躍型光纖，這樣就能夠計算空間結構對微結構光纖包層等效折射率的影響。在此基礎上利用數(shù)學軟件MATLAB模擬分析了微結構光纖在激光放大方面的系列特性。在計算微結構光纖傳播常數(shù)時，作者發(fā)現(xiàn)可以利用普通光纖中計

3、算傳播常數(shù)的三個近似公式求解微結構光纖的傳播常數(shù)。文章結合等效折射率模型，在一定條件下對幾種計算傳播常數(shù)的方法進行了模擬和比較，從而證實文中所用數(shù)值計算模型的正確性和有效性。 利用上述理論可以得到特定波長及不同結構下微結構光纖的場分布，結合普通光纖摻鉺能級系統(tǒng)的功率傳輸方程和速率方程，論文采用980 泵浦光對1550 信號光進行泵浦,數(shù)值模擬了微結構光纖可控性的結構對輸出特性的影響，并且模擬了泵浦功率、摻雜濃度等對輸出功率、增益