倏逝波抽运光纤激光器增益计算与回音壁模式分析

本文详细探讨了倏逝波抽运条件下的回音壁模式光纤激光器的增益计算方法，这是光纤光学领域的一个重要研究主题。在光纤激光器的设计和优化过程中，理解并计算增益特性至关重要，因为它直接影响到激光器的性能和效率。作者通过射线光学理论，对高斯分布和均匀分布的抽运光束在进入光纤后的角度分布函数进行了推导，这涉及到光线在光纤内部的传播和反射。 首先，文章介绍了基于射线光学理论的分析方法，利用这一理论可以描述光束在光纤内的传播行为。高斯分布光束和均匀分布光束是常见的抽运光源类型，它们经过透镜耦合后，在光纤内表面形成特定的角度分布。透镜的作用是将光束聚焦并有效地耦合入光纤，这对提高抽运效率至关重要。 接下来，为了精确计算这些分布函数，文章采用了复合辛普生数值积分公式。这是一种数值计算方法，能够对复杂函数进行有效积分，从而得到抽运光在光纤内部的分布情况。这种数值计算方法的应用使得对于非理想条件下的抽运光分布研究成为可能。 然后，作者利用计算得到的分布函数研究了抽运光沿光纤轴向以受抑全反射方式传播时的回音壁模式激光增益特性。回音壁模式是光纤激光器中的一种特殊模式，由于光纤的全反射性质，光可以在光纤内部来回反射，形成类似声学中的“回音壁”效应，从而实现能量的高效积累和增益的提升。 通过这种分析，作者揭示了抽运光的分布、耦合方式以及光纤结构对回音壁模式激光增益的影响，这些结果对于理解和优化这类光纤激光器的性能具有重要的理论指导意义。此外，这些研究结果也可为实验设计提供参考，有助于实现在实际应用中提高激光器的输出功率和稳定性。 本文深入研究了倏逝波抽运在回音壁模式光纤激光器中的作用，提供了理论基础和计算方法，对于光纤光学领域的研究人员和工程师来说，这是一个非常有价值的研究成果，可以推动光纤激光器技术的进一步发展。