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高功率掺Tm^3+光纤放大器热效应管理的泵浦方式优化理论研究
被引量：
7
1
作者
张轲
延凤平
+1 位作者
韩文国
冯亭
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期839-848,共10页
基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm^3+光纤激光器是2μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式,掺Tm^3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA...
基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm^3+光纤激光器是2μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式,掺Tm^3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA热效应管理的泵浦方式优化方面进行理论研究,利用龙格库塔法以及牛顿迭代法求解不同泵浦方式下TDFA的稳态速率方程,并根据热传导方程,模拟掺Tm^3+光纤(Thulium-doped fiber,TDF)温度沿径向和轴向的分布。结合遗传算法理论,研究了分段泵浦方式,经过参数优化,在功率为5 W的2020 nm输入信号光、总功率为1000 W的793 nm激光泵浦、TDF吸收系数为3.1 dB/m条件下,将总长度为11 m的TDF分为2.4,2,2,2,2.6 m的5段进行泵浦,得到放大信号激光输出功率为284.5 W、斜率效率为28.45%、光纤外包层边界最高温度为86.28℃且温度总体分布均匀。与传统前向泵浦、双端泵浦方式下的TDFA相比,其热效应有明显改善。
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关键词
掺Tm^3+光纤放大器
热效应管理
分段泵浦
遗传算法
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职称材料
题名
高功率掺Tm^3+光纤放大器热效应管理的泵浦方式优化理论研究
被引量：
7
1
作者
张轲
延凤平
韩文国
冯亭
机构
北京交通大学光波技术研究所
河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心
出处
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期839-848,共10页
基金
国家自然科学基金(61827818,61620106014,61975049)资助项目。
文摘
基于主振荡功率放大器结构的高功率掺Tm^3+光纤激光器是2μm波段高功率光纤激光器的主要实现形式,掺Tm^3+光纤放大器(Thulium-doped fiber amplifier,TDFA)热效应管理的研究对于其输出激光功率的不断提升具有重要意义。本文主要对TDFA热效应管理的泵浦方式优化方面进行理论研究,利用龙格库塔法以及牛顿迭代法求解不同泵浦方式下TDFA的稳态速率方程,并根据热传导方程,模拟掺Tm^3+光纤(Thulium-doped fiber,TDF)温度沿径向和轴向的分布。结合遗传算法理论,研究了分段泵浦方式,经过参数优化,在功率为5 W的2020 nm输入信号光、总功率为1000 W的793 nm激光泵浦、TDF吸收系数为3.1 dB/m条件下,将总长度为11 m的TDF分为2.4,2,2,2,2.6 m的5段进行泵浦,得到放大信号激光输出功率为284.5 W、斜率效率为28.45%、光纤外包层边界最高温度为86.28℃且温度总体分布均匀。与传统前向泵浦、双端泵浦方式下的TDFA相比,其热效应有明显改善。
关键词
掺Tm^3+光纤放大器
热效应管理
分段泵浦
遗传算法
Keywords
thulium-doped fiber amplifier
thermal effect management
segmented pump
genetic algorithm
分类号
O437 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高功率掺Tm^3+光纤放大器热效应管理的泵浦方式优化理论研究
张轲
延凤平
韩文国
冯亭
《发光学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
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