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水泵输出率的规划简述

DSCCP光纤放大器结构进行数值模拟,其参数设置除了将边界条件的光栅反射率改为种子光10W外,与振荡器是相同的;同样将数值结构与近似解析结果进行对比,由于放大器结构的东莞南方水泵浦光分布的速率方程与振荡器完全相同,故其数值模拟结果与振荡器的结果图1也相同,这里不再重复列出,只给出放大器的信号光分布图,如图1所示。

图1:放大器信号光分布

放大器信号光分布

S为数值解,Sa为解析解

由图1可知,数值模拟的放大器输出信号光为65.4W,光光效率为55.4%,比解析结果的输出信号光66.2W,光光效率56.2%稍低,两者基本符合得较好。同时,对比图3.3的结果,可知放大器的输出光光效率相比振荡器要稍高一些。

 

输出功率开始随着耦合系数的增大急剧增大,然后达到一个相对稳定的值后基本保持不变,逐渐趋近于其极限值。当耦合系数非常小时,泵浦光基本上都残留在泵浦纤中,很难在较短长度内耦合到信号纤中去,因此信号光几乎不能够被放大,因此这种情况下是不能够用来搭建激光器的;当耦合系数较大时,泵浦光会迅速耦合到信号纤中去,绝大部分的广东南方水泵泵浦光都能够被吸收利用,出光效率也非常高,但是此时输出功率基本保持稳定,更大的耦合系数也没有进一步的促进作用,此时的效果与普通双包层光纤激光器非常类似。因此,耦合系数大小的选择也是比较重要的。

 

信号纤与泵浦纤耦合系数之比越小,输出功率越高;当这个比值很小时,泵浦光耦合到信号纤以后能够较好地保留在信号纤中;但是当这个比值较大时,泵浦光难以耦合到信号纤中去,多数泵浦光仍残留在泵浦纤中,因此泵浦光需要更长的光纤来满足足够的吸收。

 

在DSCCP光纤激光器模型中,吸收系数与吸收截面、纤芯包层比和掺杂浓度等参数有关。由于稀土离子对泵浦光的吸收截面相对固定,通常吸收系数的改变是通过稀土离子的掺杂浓度和有源光纤的纤芯包层直径之比来控制的,吸收系数随着稀土离子的掺杂浓度和有源光纤的纤芯包层直径之比的增大而变大。下面分别考虑它们的影响。

 

输出功率获得极大值。在此之前,由于吸收系数太小,泵浦光不能够被充分吸收,因此输出光功率较小,但是输出功率随着纤芯包层直径之比的增大迅速提高;当纤芯包层直径之比太大以后,南方水泵泵浦光能够被迅速吸收完,过长的光纤会重新吸收信号光,信号光功率有所下降。因此,纤芯包层直径之比存在一个最优设计,需要进行优化。