稀土摻雜雙包層光纖激光器是光電子技術(shù)研究領(lǐng)域的重大前沿課題。采用雙包層光纖和包層泵浦技術(shù)可大大提高光纖激光器的轉(zhuǎn)換效率和輸出功率，并能有效抑制各種非線(xiàn)性效應(yīng)，已成為發(fā)展高功率激光器的重要途徑之一。由于Yb3+離子能級(jí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不存在激發(fā)態(tài)吸收和濃度淬滅效應(yīng)，具有很高的量子效率和光光轉(zhuǎn)換效率，摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器是目自訂最受重視的一種雙包層光纖激光器。由于采用反射光柵調(diào)諧激光波長(zhǎng)技術(shù)己成功應(yīng)用于其他激光器，預(yù)期商品化的波長(zhǎng)可調(diào)諧雙包層光纖激光器將很快在國(guó)際市場(chǎng)上出現(xiàn)。研究開(kāi)發(fā)波長(zhǎng)可調(diào)諧高功率摻Y(jié)b”雙包層光纖激光器，具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。作為福建省科技重點(diǎn)研究項(xiàng)目“可調(diào)諧高功率Yb3+雙包層光纖激光器”研究成員，本人參與對(duì)摻雙包層光纖激光器理論和實(shí)驗(yàn)的深入研究，設(shè)計(jì)研發(fā)
      高功率可調(diào)諧摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器樣機(jī)一臺(tái)。本學(xué)位論文主要內(nèi)容如下：
      回顧了雙包層光纖激光器的發(fā)展背景，對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)課題的研究進(jìn)展、發(fā)展趨勢(shì)及其主要應(yīng)用作了系統(tǒng)綜述。從雙包層光纖結(jié)構(gòu)、摻雜元素離子能級(jí)分布和光譜特性、雙包層光纖激光器泵浦耦合方式等方面介紹了雙包層光纖激光器研究的理論基礎(chǔ)。從穩(wěn)念條件的速率方程出發(fā)，建立后向泵浦摻Y(jié)b”雙包層光纖激光器理論模型，采用Newton．Raphson算法進(jìn)行數(shù)值模擬，分析腔鏡反射率、光纖長(zhǎng)度、散射損耗、激射波長(zhǎng)等參數(shù)對(duì)激光器輸出特性的影響，為摻Y(jié)b”雙包層光纖激光器的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
選用優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)、建立后向泵浦摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)和輸出特性進(jìn)行研究。采用975 nm大功率LD后向泵浦約14 rn長(zhǎng)的摻Y(jié)b”雙包層光纖，獲得斜效率為82％的連續(xù)激光輸出，1088 nm處輸出功率達(dá)85．1 w。采用閃耀光柵構(gòu)成后向Littrow腔對(duì)摻Y(jié)b”雙包層光纖激光器可調(diào)諧特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)1041～1 121 nm波長(zhǎng)可調(diào)諧單模激光輸出，調(diào)諧范圍達(dá)80 am，并在1089 am處獲得30．1 W功率輸出。輸出激光光束質(zhì)量參數(shù)破，=1．23，，．20，接近衍射極限。設(shè)計(jì)加工高功率可調(diào)諧摻Y(jié)b3+雙包層光纖激光器樣機(jī)一臺(tái)，其器件性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。對(duì)于進(jìn)一步開(kāi)展雙包層光纖激光器的研究及其開(kāi)發(fā)應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件。