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高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性

张海伟 盛泉 史伟 白晓磊 付士杰 姚建铨

张海伟, 盛泉, 史伟, 白晓磊, 付士杰, 姚建铨. 高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200
引用本文: 张海伟, 盛泉, 史伟, 白晓磊, 付士杰, 姚建铨. 高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200
Zhang Haiwei, Sheng Quan, Shi Wei, Bai Xiaolei, Fu Shijie, Yao Jianquan. Thermal distribution characteristic of high-power laser double-cladding Thulium-doped fiber amplifier[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200
Citation: Zhang Haiwei, Sheng Quan, Shi Wei, Bai Xiaolei, Fu Shijie, Yao Jianquan. Thermal distribution characteristic of high-power laser double-cladding Thulium-doped fiber amplifier[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(6): 622004-0622004(8). doi: 10.3788/IRLA201746.062200

高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性

doi: 10.3788/IRLA201746.062200
基金项目: 

国家高技术研究发展计划(2014AA041901);国家自然科学基金(61335013,61275102);天津市科技支撑重点项目(2015ZDJS02001);山东自主创新与成果转化项目(2014ZZCX04212)

详细信息
    作者简介:

    张海伟(1988-),男,博士生,主要从事光纤激光器和光纤传感方面的研究。Email:zhanghaiwei@tju.edu.cn;史伟(1964-),男,教授,博士生导师,主要从事光纤激光器、非线性光学和太赫兹方面的研究。Email:shiwei@tju.edu.cn

    张海伟(1988-),男,博士生,主要从事光纤激光器和光纤传感方面的研究。Email:zhanghaiwei@tju.edu.cn;史伟(1964-),男,教授,博士生导师,主要从事光纤激光器、非线性光学和太赫兹方面的研究。Email:shiwei@tju.edu.cn

  • 中图分类号: TN248

Thermal distribution characteristic of high-power laser double-cladding Thulium-doped fiber amplifier

  • 摘要: 通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-10-05
  • 修回日期:  2016-11-03
  • 刊出日期:  2017-06-25

高功率双包层掺铥光纤放大器温度分布特性

doi: 10.3788/IRLA201746.062200
    作者简介:

    张海伟(1988-),男,博士生,主要从事光纤激光器和光纤传感方面的研究。Email:zhanghaiwei@tju.edu.cn;史伟(1964-),男,教授,博士生导师,主要从事光纤激光器、非线性光学和太赫兹方面的研究。Email:shiwei@tju.edu.cn

    张海伟(1988-),男,博士生,主要从事光纤激光器和光纤传感方面的研究。Email:zhanghaiwei@tju.edu.cn;史伟(1964-),男,教授,博士生导师,主要从事光纤激光器、非线性光学和太赫兹方面的研究。Email:shiwei@tju.edu.cn

基金项目:

国家高技术研究发展计划(2014AA041901);国家自然科学基金(61335013,61275102);天津市科技支撑重点项目(2015ZDJS02001);山东自主创新与成果转化项目(2014ZZCX04212)

  • 中图分类号: TN248

摘要: 通过对普适于不同内包层边界条件下的热传导方程进行推导和求解,得到了不同内包层形状的双包层增益光纤所对应的掺铥光纤放大器的三维热分布。计算结果表明,双包层光纤不同内包层形状可导致纤芯处的温度差高达107 K。同时,信号光与泵浦光功率的比值决定了温度最高点和熔接点的距离,在泵浦光功率为100 W、信号光功率为10 mW的情况下,两者之间的距离可达30 cm。通过分析不同内包层形状的双包层光纤的径向与轴向的热分布情况发现,相较于其他内包层形状的双包层光纤,偏芯型双包层掺铥光纤因其具有较低的最高温度、较高的泵浦效率和高斯型横截面热分布而较适用于掺铥光纤放大器。

English Abstract

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