摘要在制作高功率光纤激光器时，光纤熔接往往不可避免地会出现损耗现象。所以，研 究不同模场直径光纤的熔接损耗问题尤为重要。为了降低损耗，最直接有效的措施便是 采用大模场光纤来降低纤芯的功率密度，但会激发出高阶模。因此，模场适配器的研究 和制作是关键。通过对不同芯径的光纤进行不同的处理，能使模场得到更好的匹配，从 而降低损耗，提高激光器的输出功率。本文主要讨论加热扩芯和光纤拉锥的基本原理、 适用情况、主要特性以及影响熔接损耗的因素；用 Matlab 计算在实验室所用的光源和光 纤的条件下，其所能传播的光的模式数量；最后实验探究了模场适配器的作用以及采用 盘绕法滤除高阶模的效果。78746

毕业论文关键词 高功率光纤激光器 损耗 模场适配 加热扩芯 光纤拉锥

Title Study on Mode Field Adaptor's characteristics of high power fiber lasers。

Abstract In the production of high-power fiber lasers,the loss of power is an unavoidable phenomenon when fibers spliced。 Therefore, the study of the splicing loss of the fibers with different mode field diameters is particularly important。 To reduce the splicing loss, the most direct and effective measure is using large mode fiber to reduce the power density in the fiber core, but it may stimulate higher-order mode。 Thus, the research and fabrication of mode field adapter is the key。 Making different treatment on fibers with different core diameters, it can promote better matching between two different modes,therefore ,reduce the splicing losses and increase output power of the laser。 This article focuses on the basic principle,application condition, the main characteristics of thermally expanded core technique and fiber tapering, and factors that affect the splicing loss。 Using Matlab to calculate the amount of the light patterns which can spread in the fiber that illuminated by the light source used in the laboratory。 Finally experiments has been done to explores the function of the mode field adapter and the effect in filtering higher-order mode by coiling fibers。

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目 次

1 引言（或绪论） 3

1。1 研究背景及意义 3

1。2 研究方法与途径 4

2 大模场光纤模场适配器的原理 5

2。1 光纤加热扩芯技术简介 5

2。2 光纤加热扩芯技术的原理与特性 6

2。3 光纤拉锥技术 7

3 光纤中传播的光的模式数量计算 10

3。1 基础理论与贝塞尔方程 10

3。2 双包层光纤的相关参数 12

3。3 光纤中导播模式的分类及其对应的特征方程 14

3。4 Matlab 计算结果