高功率光纤激光器及其应用PDF电子书下载

第1章 双包层光纤 1

1.1 光在光纤中的传输 1

1.1.1 光纤中光的反射 2

1.1.2 光纤的数值孔径 2

1.1.3 光在光纤中的传播 3

1.2 双包层光纤的结构和特性 4

1.2.1 内包层形状对吸收系数的影响 6

1.2.2 光线在新型内包层形状双包层光纤中传播的分析 8

1.2.3 双包层光纤的制备 11

1.3 光子晶体光纤的结构和特性 13

第2章 光纤激光器的发展史和分类 18

2.1 光纤激光器的发展历史 18

2.1.1 单根光纤输出功率从百瓦级向千瓦级发展 20

2.1.2 从连续光纤激光向高功率脉冲光纤激光发展 22

2.1.3 从常规的光纤激光组束技术向相干组束技术发展 23

2.2 光纤激光器的分类 25

2.2.1 以工作波长分类 25

2.2.2 以工作模式分类 27

2.3.3 特殊光纤激光器 28

第3章 稀土离子掺杂的双包层光纤 30

3.1 双包层光纤的拉制 30

3.1.1 预制棒制造（preform fabrication） 30

3.1.2 光纤拉丝（fiber drawing） 31

3.1.3 光纤涂覆 31

3.2 光纤中的导波模 32

3.3 光纤的损耗 37

3.3.1 光纤材料的吸收和损耗 37

3.3.2 光纤的弯曲损耗 38

3.3.3 光纤的连接损耗 39

3.4 光纤的偏振特性和保偏光纤 41

第4章 稀土掺杂光子晶体光纤 44

4.1 大模场面积光子晶体光纤 44

4.2 非线性光子晶体光纤 47

4.3 光子晶体光纤中超连续谱的产生 50

4.4 掺Yb3+双包层光子晶体光纤激光器 52

第5章 光纤激光器的泵浦技术 54

5.1 半导体激光器 54

5.1.1 半导体激光器的发展历史 54

5.1.2 半导体激光器的输出特性 55

5.1.3 半导体激光器的光束整形 57

5.2 双包层光纤的泵浦方法研究 61

5.2.1 端面泵浦 62

5.2.2 侧面泵浦 64

5.3 高功率半导体激光器的寿命特性 67

5.3.1 高功率半导体激光器的失效机理 67

5.3.2 寿命评价研究 69

第6章 连续波高功率光纤激光器 73

6.1 连续波高功率光纤激光器的基本结构 73

6.2 线形腔结构物理模型及速率方程 75

6.3 光纤激光器的模式控制技术 80

6.3.1 特殊腔结构法 80

6.3.2 种子光注入法 83

6.3.3 光纤缠绕弯曲法 83

6.3.4 光纤拉锥法 87

6.4 超大模场双包层光纤的设计 90

6.4.1 螺旋芯光纤 90

6.4.2 分块包层光纤 91

6.4.3 纤芯掺杂设计光纤 92

6.4.4 增益导引光纤 93

6.5 高功率光纤激光器的热效应 95

第7章 脉冲双包层光纤激光器 100

7.1 调Q光纤激光器 101

7.1.1 被动调Q方式 101

7.1.2 主动调Q方式 103

7.1.3 各种调Q方式比较 104

7.1.4 声光调Q的光纤激光器的窄脉冲输出 105

7.2 脉冲光纤放大器 107

7.2.1 脉冲放大的关键技术研究 108

7.2.2 低功率双包层光纤放大器 117

7.2.3 脉冲双包层光纤放大器 119

7.3 锁模光纤激光器 121

7.4 双包层光纤放大器瞬态增益与频率响应 122

7.4.1 二能级瞬态增益理论模型 123

7.4.2 YDFA瞬态增益的饱和和恢复 124

7.4.3 数值计算与实验结果的对比 125

第8章 光纤激光的倍频特性 130

8.1 激光倍频的基本概念 130

8.2 周期极性铌酸锂（PPLN） 132

8.3 影响倍频效率的因素 133

8.3.1 倍频特性与激光参量的关系 133

8.3.2 倍频特性与谐波发生器的参量关系 134

8.4 光纤激光的光谱特性对倍频的影响 135

8.4.1 实验装置 135

8.4.2 实验结果 136

8.4.3 谱线响应宽度分析 139

8.4.4 温度响应带宽的分析 141

8.5 高功率光纤激光倍频特性 143

8.5.1 窄线宽振荡——放大系统 143

8.5.2 倍频实验结果 144

第9章 光纤激光器组束技术 147

9.1 主振荡放大（MOPA）技术 147

9.2 多芯光纤自组束 149

9.3 全光纤组束 150

9.4 光谱组束（SBC）技术 150

9.5 外腔相干组束 152

9.5.1 光栅外腔组束 152

9.5.2 自傅里叶变换（S-F）腔组束 153

9.5.3 自成像腔相干组束 153

9.6 包层光纤激光器及其相干组束的实验研究 154

9.6.1 自成像相位锁定 155

9.6.2 二维四束光纤激光相干合成实验研究 156

9.6.3 占空比对相干组束影响的实验研究 158

9.6.4 光纤激光相干阵列远场光强分布的影响分析 162

第10章 高功率光纤激光器的典型应用 173

10.1 激光打标 173

10.2 激光雕刻 174

10.3 激光焊接 175

10.4 激光切割 176

10.5 光纤激光在光伏产业的应用 177

10.6 光纤激光在医疗中的应用 178

参考文献 179