双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题

段志春; 陈建国; 张利平; 周鼎富; 杨泽后

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双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题

段志春 , 陈建国 , 张利平 , 周鼎富 , 杨泽后

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Citation:

双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题

1.
四川大学, 电子信息学院, 成都, 610064;
2.
宜宾学院, 物理与电子信息系, 宜宾, 644007;
3.
西南技术物理所, 成都, 610041

作者简介: 段志春(1972- ),女,讲师,硕士研究生,主要从事光纤激光器和半导体激光器方面的研究..

通讯作者: 陈建国, Optics_lab@163.com ;

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(60578013)
中图分类号: TN248.1

Solution to rate equations of a double-clad fiber laser

1.
School of Electronics and Information Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, China;
2.
Department of Physical and Electronic Information, Yibin University, Yibin 644007, China;
3.
Southwest Institute of Technical Physics, Chengdu 610041, China

Corresponding author: CHEN Jian-guo, Optics_lab@163.com ;

CLC number: TN248.1

摘要: 为了求得用于研究双包层光纤激光器输出特性的更为精确的解析解,根据稳态速率方程组,针对典型的双包层光纤激光器参量,在估计了上能级粒子再发射项和抽运光产生的影响后,采用保留再发射贡献主导部分的办法以提高可积分近似方程的精确度,明确地提出了要获得光纤激光器输出功率的解析表达式的关键在于求出损耗系数与光场乘积的积分值,简洁地求得了输出功率和抽运光斜线效率的显函数解析表达式,并对其相关问题进行了讨论,以915nm,920nm和975nm的抽运光为例,当输出激光为1090nm时,得出975nm抽运光产生的斜率效率最高并可高达约87%.结果表明,所得解析解适用于研究腔长范围更广的光纤激光器的输出特性.
- 激光器 /
- 解析解 /
- 速率方程组 /
- 双包层光纤 /
- 再发射
Abstract: In order to obtain more exact analytical solution to study the output characteristics of double-clad fiber lasers,according to the continuous-wave rate equations of fiber lasers,using typical parameters of double-clad fiber lasers(DCFLs),the contribution of the re-emission effect arising from the interaction between the upper-level atoms and pump light was estimated.Taking into account the predominant part of the re-emission to improve the accuracy of the integration approximated rate equations,the integration of the product of the loss and radiation should be found and explicit analytical expressions for the output of the DCFLs and gradient efficiency of the pump radiation,were deduced,and certain issues of concern were discussed.As an example,for laser wavelength 1090nm,if the pump wavelength is 915nm,920nm,and 975nm,respectively,the gradient efficiency of 975nm is the maximum and it is about 87%.The result shows that the analytical solutions are fit to investigate the output characteristics of fiber lasers extending the application range.

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双包层光纤激光器速率方程的解析求解问题

通讯作者: 陈建国, Optics_lab@163.com;

作者简介: 段志春(1972- ),女,讲师,硕士研究生,主要从事光纤激光器和半导体激光器方面的研究.

1. 四川大学, 电子信息学院, 成都, 610064;
2. 宜宾学院, 物理与电子信息系, 宜宾, 644007;
3. 西南技术物理所, 成都, 610041

收稿日期: 2007-02-04
录用日期: 2007-03-07
网络出版日期: 2007-06-25

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(60578013)

关键词:

摘要: 为了求得用于研究双包层光纤激光器输出特性的更为精确的解析解,根据稳态速率方程组,针对典型的双包层光纤激光器参量,在估计了上能级粒子再发射项和抽运光产生的影响后,采用保留再发射贡献主导部分的办法以提高可积分近似方程的精确度,明确地提出了要获得光纤激光器输出功率的解析表达式的关键在于求出损耗系数与光场乘积的积分值,简洁地求得了输出功率和抽运光斜线效率的显函数解析表达式,并对其相关问题进行了讨论,以915nm,920nm和975nm的抽运光为例,当输出激光为1090nm时,得出975nm抽运光产生的斜率效率最高并可高达约87%.结果表明,所得解析解适用于研究腔长范围更广的光纤激光器的输出特性.