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掺镱梯度折射率光纤激光性能研究

作　者: 叶腾
导　师: 刘景和；邹快盛
学　校: 长春理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: Yb3+ 梯度折射率光纤变分法离子交换
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 43次
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内容摘要

梯度折射率光纤是一种新型结构的增益光纤,本论文从光纤基本传输理论出发,采用变分法求解了α次方分布梯度折射率光纤的边值问题,导出了本征方程和截止频率的表达式,同时给出了数值解。通过高温二次化料熔炼的方法制备了一种新型掺镱硼硅酸盐玻璃,在室温下,测试了该玻璃的密度、热膨胀系数、DSC、吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命等,并采用Judd-Ofelt和McCumber理论进行相关的分析。结果表明,该样品荧光寿命长(1.47ms),受激发射截面大(0.651pm~2),是一种良好的激光增益材料。利用制备的硼硅酸盐玻璃进行离子交换,通过观察透镜网格成像和测量其折射率分布,结果表明,该玻璃具有较好的离子交换性能,是掺镱梯度折射率光纤使用的理想候选材料。采用管棒法,成功地拉制出梯度折射率光纤样品,其中纤芯材料为自制的掺镱梯度硼硅酸盐玻璃。对光纤传输损耗、荧光、激光等一系列参量进行了实验测试,实验结果表明,梯度折射率光纤是一种高质量新型光纤,对未来高功率光纤的发展将是一个有益的探索。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-7
第一章引言  7-17
  §1.1 阶跃光纤和梯度光纤  7-9
  §1.2 Yb光纤激光器  9-14
  §1.3 多组分玻璃光纤  14-15
  §1.4 梯度折射率光纤的优势  15
  §1.5 本论文的主要研究内容  15-17
第二章梯度折射率光纤的理论分析  17-36
  §2.1 梯度折射率光纤中光波的基本方程式  17-19
  §2.2 圆柱坐标系中的标量波动方程式  19-20
  §2.3 标量波动方程式与边界条件  20-21
  §2.4 几种梯度折射率光纤理论研究方法简介  21-24
  §2.5 变分法  24-28
  §2.6 α次方分布光纤的变分法分析  28-36
第三章掺镱梯度折射率光纤材料的制备及性能  36-50
  §3.1 梯度折射率材料制备方法简介  36-39
  §3.2 基础玻璃的制备及性能  39-46
  §3.3 掺镱梯度折射率玻璃的制备  46-50
第四章掺镱梯度折射率光纤的制备及性能测试  50-55
  §4.1 掺镱梯度折射率光纤预制棒的制备  50
  §4.2 掺镱梯度折射率光纤的拉制  50-51
  §4.3 光纤传输损耗测试  51-52
  §4.4 光纤荧光测试  52-53
  §4.5 光纤激光测试  53-55
结论  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

掺镱梯度折射率光纤激光性能研究

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