光纤耦合声光调制器的理论和实验研究-微电子学与固体电子学专业论文.docxVIP

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原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行研究工作所取得 的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文不包含任何他人或集体已经发表 的作品内容,也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究 工作做出贡献的其他个人或集体,均己在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声 明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名: 在加才 日期: 川!吃)2 、Ib 关于学位论文版权使用授权的说明 本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定:学校有 权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文:学校有权提供本学位论文全 文或者部分内容的阅览服务;学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索、交流;学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 屹叫二十陀学位论文作者签名: 在如片 日期: )0 川、) 屹叫 二十陀 ibZL毕1 ib Z L毕1 沁 r 口H IV IV PAGE PAGE V 摘 要 区别于自由空间调制器,光纤耦合声光调制器具有低插入损耗,结构紧凑,体积 小,密封设计,没有可移动部件而可靠性高等优点。随着激光技术和光纤技术的发展, 光纤耦合声光调制器凭借着其优异性,正广泛的应用于脉冲光纤激光器,光纤放大器, 脉冲采集器等领域中。和传统的半导体激光器相比,光纤激光器具有结构简单,斜率 效率好,散热性能优良,输出光束好等优点。本文所要研究的光纤耦合声光调制器是 应用于 1064nm 的 10W/20W 打标用脉冲光纤激光器中,作为其中的关键调 Q 器件,它 的性能好坏影响着整个脉冲光纤激光器的性能。因此,对光纤耦合声光调制器进行理 论和实验方面的研究就有了一定的实际意义。 首先介绍了常用的光纤激光器的结构以及光纤耦合声光调制器在其中所起的作 用。论述了国内外目前对声光器件以及对光纤耦合声光调制器的研究现状,分析了其 中的差距,制定出所要研制的光纤耦合调制器的性能指标。 然后,分别从理论和实验方面进行了研究。理论方面:通过分析光纤耦合声光调 制器的结构组成,以及声光相互作用的理论,定性地说明了三个主要性能指标的影响 因素,并对其进行分析。由于它的独特的结构,还需对两个光纤准直器的耦合效率理 论进行研究分析,进行模拟仿真。根据性能指标要求,提出对驱动器的要求,进行方 案设计,各个模块的设计,制成电路板并进行测试。实验方面:根据前面对声光互作 用理论的分析,给定加载驱动信号的声光晶体。通过实验研究了光纤准直器的光束直 径和光束发散角对插损和开关时间的影响,选取合适的用于耦合的光纤准直器。 最后,对于给定的声光晶体,加载驱动信号,选取光束直径为 375um,光束发散 角为 2.3mrad 的光纤准直器,对光纤耦合声光调制器进行测试,得到插入损耗为 2.3dB, 光脉冲上升时间为 60ns,消光比达到 49dB,达到了设计指标,应用到脉冲光纤激光器 中,性能良好。 关键词:光纤耦合声光调制器 光纤激光器 插入损耗 消光比 脉冲上升时间 ABSTRACT Different from the free-space modulators, optical fiber coupled acousto-optic modulator (FCAOM) has many advantages, such as low insertion loss, compact structure, small size, seal design, no moving parts and high reliability. With the development of laser technology and fiber optic technology, fiber-coupled acousto-optic modulator by virtue of its excellent properties, is widely used in pulsed fiber lasers, fiber amplifiers, pulse acquisition and other areas. Compared with conventional semiconductor lasers, fiber lasers have excellent properties such as simple structure, good slope efficiency, excellent thermal performance, good output beam and so on. The fiber-coupled acou

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