环形腔掺铒光纤激光器性能仿真与优化研究

"环形腔掺铒光纤激光器频谱仿真和优化 (2011年)" 本文主要探讨了环形腔掺铒光纤激光器的频谱仿真与优化，基于掺铒光纤的Giles模型，作者建立了一个激光器的数学模型，并针对实际采用的σ结构激光器设置仿真参数。在仿真过程中，研究了前向、后向以及双向放大自发辐射（ASE）光对激光器性能的影响，以寻求最优的激光器设计参数。 掺铒光纤激光器因其低阈值、连续输出、成本效益高以及与光纤系统的良好兼容性，在光纤通信和光纤传感领域有广泛的应用。然而，由于实验测量的限制，数值建模和仿真成为一种有效的方法，可以在不实际改动设备参数的情况下，研究激光器的性能并优化设计。 在仿真分析中，作者发现，对于激光器的起振过程，前向和后向ASE光对输出光功率幅值和掺铒光纤增益粒子分布的影响并不显著，但后向ASE光是导致掺铒光纤出现截止长度的主要原因。这表明，控制后向ASE光的产生对于改善激光器性能至关重要。 通过对比实验结果和仿真结果，该模型被证明能够准确地模拟激光器的性能，从而为实际激光器设计中的参数优化提供有力工具。已有的文献中，虽然有些研究关注了激光器的某些特性或建立了相应的模型，但大多未充分考虑ASE光的影响，而本研究弥补了这一空白，为掺铒光纤激光器的性能提升提供了新的理论依据。 在激光器优化过程中，通常需要考虑的因素包括掺杂剂浓度、光纤长度、泵浦源功率、输出耦合效率等。通过仿真，可以调整这些参数，找到最佳组合，以提高激光器的输出功率、稳定性以及光束质量。本研究的结果对于理解掺铒光纤激光器的工作原理，预测其在不同条件下的表现，以及指导实际工程应用具有重要的实践意义。 这篇论文深入研究了环形腔掺铒光纤激光器的仿真模型，揭示了ASE光在激光器性能中的关键作用，为激光器设计提供了理论支持。通过数值模拟，研究人员可以更有效地优化激光器参数，进一步提升激光器的性能，这对于推动光纤激光技术的发展和应用具有积极的作用。