Исследование перестроечных характеристик непрерывного иттербиевого волоконного лазера с внутрирезонаторным удвоением частоты в кристалле КТР

• Автор: Акулов, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Оглавление
Список обозначений
Введение
1. Иттербиевый волоконный лазер
§1. Общие принципы иттербиевого волоконного лазера
§2. Схемы и характеристики иттербиевого волоконного лазера
для генерации второй гармоники
Выводы
2. Удвоение частоты ИВ Л во внерезонаторной схеме
§3. Общие свойства кристаллов КТР
§4. Оптимизация фокусировки в кристалл и ГВГ в плоскости

§5. ГВГ в плоскости ХУ
§6. ГВГ в плоскости
Выводы
3. Внутрирезонаторное удвоение частоты ИВЛ
§7. Влияние уширения спектра при внутрирезонаторной ГВГ .
§8. Фазовые эффекты и их компенсация
Выводы
Заключение
Список литературы

Список обозначений
а — радиус сердцевины волоконного световода
А — радиус внутренней оболочки волоконного световода
А 2 — комплексные амплитуды волн основного излучения и второй гармоники соответственно
Аед— эффективная область, легированная активными ионами
Ь — конфокальный параметр
В — параметр двулучепреломлепия
йед эффективная квадратичная нелинейность
3 — вектор электрической индукции
Е — вектор напряженности электрического поля
/ - фокусное расстояние линзы
Стах — максимальный коэффициент усиления
/г — постоянная Планка
1р,к, Гя,к ~~ интенсивность к-х волн накачки р и сигнала з соответственно к — волновой вектор К — волновой вектор второй гармоники
Кр, Кя — количество волн накачки и сигнальных волн соответственно I - длина кристалла
Ь — длина активного волоконного световода п —■ показатель преломления
пед — эффективный показатель преломления для основной моды, распространяющейся в световоде

Nt — плотность активных ионов в единице объема сердцевины активного волоконного световода
Ni - плотность активных ионов на г-ом уровне в единице объема
Р — мощность излучения
Р — вектор поляризации, наведенной в среде
Pi,2 — мощность излучения на частоте основной и второй гармоник соответственно
Ре — коэффициент фотоупругости
Pfat ~ мощность насыщения поглощения накачки и генерируемого сигнала соответственно
г — радиус кривизны сферического зеркала
R - коэффициент отражения
R,i — отношение площади внутренней оболочки активного волоконного световода к площади сердцевины
S — вектор Пойнтинга
Т — температура
7'eff — эффективное пропускание
Щ) — радиус гауссова пучка в перетяжке
а — угол между поверхностью нелинейного кристалла и оптической осью Z
otik — линейная восприимчивость
пр<3 - коэффициент поглощения слабого сигнала для излучения накачки и сигнала соответственно

Мощность многомодовой диодной накачки, Вт
Рис. 12. Мощность генерации волоконного лазера в зависимости от мощности многомодовой накачки.
ние третьего. Видно, что между началом координат и точкой 1 и между точкой 1 и точкой 2 экспериментальные данные отклоняются от теоретической зависимости, и наблюдается рост производной мощности генерации волоконного лазера. Это связано с тем, что центральная длина волны диода растет с увеличением тока и при максимальном токе достигает 975 нм (максимум поглощения в иттербиевом волоконном световоде) (рис. 13). Соответственно, с увеличением длины волны излучения диода растет поглощение накачки в активном световоде, что объясняет рост производной. После включения третьего диода наблюдается линейный рост мощности генерации лазера и соответствие с теорией, так как третий диод был термостабилизирован и не имел значительных изменений длины волны с увеличением тока. Поэтому для оптимальной работы лазерных диодов необходимо их термостабилизировать.
В результате создан перестраиваемый ИВЛ с выходной мощностью генерации до 13 Вт. Отметим, что мощность генерации ИВЛ па базе