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试析光子高增益掺Yb~(3+)激光玻璃研制

收藏本文 2024-04-21 点赞:11502 浏览:46747 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近些年来,超短脉冲激光作为一种重要的激光光源,越来越成为物理学,光电子学,化学以及激光光谱学等学科对微观世界进行科学探讨和揭示新的超快历程的重要手段。在激光材料领域,由于玻璃容易制成大尺寸,并具有高均匀性和高光透等特点,可制成大功率激光器,成为人们探讨的热点。掺镱激光玻璃由于其能级结构和泵浦方式简单、发光谱宽、量子效率高等优点,有希望成为新一代的超短脉冲激光器的激光工作物质。由于掺镱硅酸盐和磷酸盐玻璃普遍具有脉宽较长,增益谱线尖锐,超短脉冲输出功率低等缺点,由此,为更好的满足超短脉冲激光器的工作要求,寻找高增益带宽的掺镱基质材料成为一项有作用的工作。同时,激光玻璃的进展也在推动着光纤领域的探讨和进步,随着光子晶体光纤的诞生,人们开始尝试制备掺镱玻璃介质的光子晶体光纤,其优越的光学性质将使得掺镱光子晶体光纤成为制备超高功率激光器的理想介质。基于以上两个方面,本论文开展了探讨探讨工作,论文主要探讨成果如下:1.讨论了掺镱激光玻璃的系统组分选择,以氟磷玻璃为基质,熔制了一系列不同配方的掺镱氟磷玻璃。经过配方优化和性能测试,最终得到受激发射截面为1.62pm2,荧光寿命1.65ms,以而增益系数为2.67的玻璃样品,是实现大能量超短脉冲激光的理想材料,同时也是光子晶体光纤较好的芯棒材料。2.设计了两种结构的高双折射光子晶体光纤,即四大孔的单缺陷椭圆孔包层光子晶体光纤和六大孔的双缺陷椭圆孔包层光子晶体光纤,并浅析了其色散特性,发现在椭圆孔包层的光子晶体光纤的纤芯附近增加四个和六个大圆孔能够提升其方式双折射值,同时四大孔结构的椭圆孔包层光子晶体光纤具有较大的x偏振模色散,由此可以将其运用于单偏振模的色散补偿。关键词:Yb~(3+)离子论文氟磷玻璃论文高增益系数论文光子晶体光纤论文高双折射论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    第一章 绪论9-25

    1.1 激光玻璃的特点及探讨进展9-12

    1.2 高掺镱激光玻璃的优缺点12-14

    1.2.1 高掺镱激光玻璃的优点12-14

    1.2.2 掺镱激光玻璃的缺点14

    1.3 掺镱激光玻璃的主要种类及探讨组分14-17

    1.3.1 掺镱激光玻璃的主要种类14-15

    1.3.2 组分对掺镱激光玻璃的影响15-17

    1.4 氟磷酸盐玻璃的探讨概况17-23

    1.5 本论文探讨目的和内容23-25

    第二章 实验策略和论述计算25-33

    2.1 玻璃样品的制备25

    2.2 玻璃样品的冷加工25-26

    2.3 玻璃的性能测试26-28

    2.3.1 密度的测定26

    2.3.2 折射率测量26-27

    2.3.3 吸收光谱27

    2.3.4 荧光光谱、荧光寿命27-28

    2.3.5 热稳定性浅析(差热浅析)28

    2.4 光谱论述计算与浅析28-33

    2.4.1 倒易法(ReciprocityMethod)28-31

    2.4.2 Fuchtbauer-LandenburgEquation(F-L方程)31-33

    第三章 高增益掺Yb~(3+)氟磷玻璃的制备探讨33-47

    引言33-34

    3.1 重金属离子种类和浓度对光谱性能的影响34-38

    3.1.1 BaF_2和Al3+/Pb2+离子浓度比对荧光光谱及荧光寿命的影响34-36

    3.1.2 BaF_2和Al3+/Pb2+离子浓度比对受激发射截面的影响36-38

    3.2 掺1mol%-5mol%Yb2O3玻璃系统的实验结果与讨论38-45

    介绍38-39

    3.2.1 密度39-40

    3.2.2 折射率40

    3.2.3 抗析晶能力(ΔT)40-41

    3.2.4 光谱性能结果及讨论41-43

    3.2.5 荧光光谱浅析43-45

    3.3 小结45-47

    第四章 四大孔和六大孔的椭圆孔包层光子晶体光纤的设计47-54

    4.1 端面结构及模场分布47-48

    4.2 双折射特性48-50

    4.3 色散特性50-52

    4.4 小结52-54

    总结与展望54-56

    发表文章56-58

    致谢58-60

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