新宋志伟（薛冬、梁兰菊）开题报告 - 图文

枣 庄 学 院 本科生毕业论文开题报告

题目： 端面泵浦方式对光纤激光器斜率效率的影响 姓名： 宋志伟 学号： 200505010126 年级： 05级 专业： 物理学 指导教师：姓名 薛 冬 职称 副教授

姓名 梁兰菊 职称 讲师

学科 物理学

枣庄学院教务处制 2008年11月20日

说 明

一、开题报告前的准备

毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求导师意见，讨论题意与整个毕业设计（论文）（或设计）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料并编写研究提纲，主要由以下几个部分构成：

1．研究（或设计）的目的与意义。应说明此项研究（或设计）在生产实践上或对某些技术进行改革带来的经济与社会效益。有的课题过去曾进行过，但缺乏研究，现在可以在理论上做些探讨，说明其对科学发展的意义。

2．国内外同类研究（或同类设计）的概况综述。在广泛查阅有关文献后，对该类课题研究（或设计）已取得的成就与尚存在的问题进行简要综述，只对本人所承担的课题或设计部分的已有成果与存在问题有条理地进行阐述，并提出自己对一些问题的看法。

3．课题研究（或设计）的内容。要具体写出将在哪些方面开展研究，要重点突出。研究的主要内容应是物所能及、力所能及、能按时完成的，并要考虑与其它同学的互助、合作。

4．研究（或设计）方法。科学的研究方法或切合实际的具有新意的设计方法，是获得高质量研究成果或高水平设计成就的关键。因此，在开始实践前，学生必须熟悉研究（或设计）方法，以避免蛮干造成返工，或得不到成果，甚至于写不出毕业设计（论文）或完不成设计任务。

5．实施计划。要在研究提纲中按研究（或设计）内容落实具体时间与地点，有计划地进行工作。

二、开题报告

1．开题报告可在导师所在教研室或系内举行，须适当请有关专家参

加，导师必须参加。报告最迟在毕业（生产）实习前完成。

2．本表（页面：A4）在开题报告通过论证后填写，一式三份，本人、导师、所在系（要原件）各一份。

三、注意事项

1．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的编写中指导教师只可提示，不可包办代替。

2．无开题报告者不准申请答辩。

3．本表（原件）用钢笔填写，字迹务必清楚。

一、选题依据（拟开展研究项目的研究目的、意义） 掺镱双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型高功率激光器件，由于具有光束质量好、效率高、易于散热和实现高功率等特点，受到学术界及商界的极大重视，并在近年来得到快速的发展。一方面这是得益于高功率、高亮度多模半导体激光器技术的成熟和光纤制造工艺的发展;另一方面是基于泵浦机制的改进。这种新的泵浦机制就是以双包层光纤为基础的包层泵浦技术,不再要求泵浦光是单模激光,而且泵浦过程是沿光纤整个长度上进行,从而大大提高了泵浦效率和激光功率。 为了突破掺杂介质损伤阈值的限制，高功率光纤激光器通常采用较粗的纤芯，这就无法使用市场上常见的耦合器、光纤光栅等器件进行环形腔的组装，所以高功率激光器一般采用直线腔结构和端面透镜泵浦方式。一根光纤只有两个端面，因而研究泵浦光从两端进入有什么不同，效率是否一样，是一项十分必要和有意义的工作。 二、文献综述内容（在充分收集研究主题相关资料的基础上，分析国内外研究现状，提出问题，找到研究主题的切入点，附主要参考文献） 国内外研究现状： 国外：国际上单根双包层光纤激光器的连续输出已达百瓦以上的功率，几千瓦或更高功率的激光输出通常靠将多根光纤的激光输出进行组束来实现。 国内：国内不少单位，如上海光机所、南开大学、清华大学等也在积极进行双包层光纤激光的理论与实验研究，并取得了很大进展，研制成功百瓦级的双包层光纤激光器。 参考文献： [1] Lou Q H,Wang P Y,Zhou J,et a1.Development of double-clad fiber lasers[A].Proc of SPIEl,[C].2002,49(14):131-136. [2] 薛冬,楼祺洪,周军等.国产掺镱双包层光纤的激光特性[J].强激光与粒子束,2005,17(5):665-666. [3] 杨贵铣.兴质量之基铸品牌之魂——烽火光纤李诗愈副总经理谈烽火品牌及光纤产业[J].激光与光电子学进展.2006, 43 (9):72-74. [4] 海目公司.IPG高功率光纤激光器在岩石及泥土材料处理中的应用[J].光机电信息.2006,(7):36-37. [5] Jeong,Y.Sahu, J.K.Williams,R.B.Richardson, D.J.Furusawa, K.Nilsson, J.Electronics Letters ,2003,39(13):977-978. [6] M.Laroche,P.Jander,W.A.Clarkson,J.k.Sahu,J.nilsson and Y.Jeong.High power cladding-pumped tunable Er／Yb-doped fibre laser[J].Electornics Letters. 2004, 40(14): 855-856. [7] J.Nilsson,W.A.Clarkson,R.Selvas,J.K.Sahu,P.W.Turner,S.U.Alam and A.B.Grudinin.High-pow -er wavelength-tunable cladding-pumped rare-earth-doped silica fiber lasers[J].Optical Fiber Technology.2004,(10):5-30.

[8] N.s.Kim,T.Hamada M.prabhu,et al.Numerical analysis and expenmental results of output Performance for Nd-doped double-clad fiber lasers,OPt.Comrnun,2000, 180(18):329-337. [9] D.Gaponstev.Quasi-single-mode fiber laser nears 2kW output with high-quality beam[J].Laser Focus World.2005,43(6):3-9. [10] Zhou Jun,Lou Qi-Hong,Zhu Jiang-Qiang et al.A continuous-wave 714W fiber laser with china-made large-mode-area double-clad fiber.[J]Acta Optica Sinica(周军,楼祺洪,朱健强等人.采用国产大模场面积双包层光纤的714 W连续光纤激光器.光学学报).2006,26(7):1119-1120. [11] Li Cheng,Yan Ping,Chen gang et al.An output power over 700W fiber laser with china-madelarge-mode-area double-clad fiber[J].Chinese J.Laser(李晨,闫平,陈刚等人.采用国产掺镱双包层光纤的光纤激光器连续输出功率突破700 W.中国激光).2006,(6):738－830. [12] ChristoPher D.Brooks,Fabio Di teodoro.1-mJ energy,1-MW peak power,10-W average power,spectrally narrow diffraction-limited pusles from a photomic-crystal fiber amplifier[J].Optics Express,2005,13(22):8999-9002. [13] Dominic V, Maccormack S, Waarts R, et al. 110W fiber[J]. Laser Electron Lett, 1999, 35 (14):1158-1160. [14] Limpert J, Liem A, Hofer S et al. 150W Nd/Yb codoped fiber laser at 1.1 um[C].CELO’2002, CThxl, 2002:590-591. 三、研究方案（主要研究内容、目标，研究方法、进度） 研究内容： 利用国产掺镱粗芯D型双包层光纤，进行了正向和反向端面泵浦实验研究，实验发现反向泵浦时转化效率较高。理论部分从速率方程出发，模拟计算了直线腔掺镱光纤激光器内部的功率分布，给出了不同泵浦方式下输出功率与光纤长度的关系。 研究目标： 为了突破掺杂介质损伤阈值的限制，高功率光纤激光器通常采用较粗的纤芯，这就无法使用市场上常见的耦合器、光纤光栅等器件进行环形腔的组装，所以高功率激光器一般采用直线腔结构和端面透镜泵浦方式。一根光纤只有两个端面，因而研究泵浦光从两端进入有什么不同，效率是否一样，是一项十分必要和有意义的工作，这也正是本文研究的目标：通过端面泵浦方式不同来提高光纤激光器斜率效率。 研究方法： 突破掺杂介质损伤阈值的限制，高功率光纤激光器通常采用较粗的纤芯，这就无法使用市场上常见的耦合器、光纤光栅等器件进行环形腔的组装，所以高功率激光器一般采用直线腔结构和端面透镜泵浦方式。 本文在详尽的实验方法和理论分析上，采用解析的方法研究了泵浦方式对光纤激光器斜率效率的影响，对于一定的掺杂光纤而言，泵浦方式不同，泵浦光和信号光的功率分布就不同，从而导致输出功率不同。重点分析了泵浦方式对光纤激光器斜率效率的影响，并且也分析了不同泵浦方式下输出功率与光纤长度的关系，最后得出结论。

四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度） 工作安排： 2008年10月中旬写出开题报告 2008年11月—2009年2月查资料，学习软件知识 2009年3月上旬进行计算机模拟 2009年3月中旬写出初稿给导师修改 2009年3月下旬再修改 2009年4月初完成论 五、导师对文献综述的评语 光纤激光器是目前激光领域最为活跃的研究方向之一，与其他固体激光器相比，光纤激光器因其体积小、重量轻、效率高、结构简单等特点，在工业、医疗、科研、军事等领域以展现出极其诱人的应用前景，受到人们的广泛关注。 本文从理论和实验两方面进行研究了端面泵浦方式对光纤激光器斜率效率的影响。一根光纤只有两个端面，因而研究泵浦光从两端进入有什么不同，效率是否一样，是一项十分必要和有意义的工作。 签字： 200 年 月 日 六、 专业意见 泵浦方式不同，光纤激光器的斜率效率是不同的，本文研究了哪种泵浦方式可以提高光纤激光器的斜率效率。宋志伟同学的毕业学位论文选题《端面泵浦方式对光纤激光器斜率效率的影响》具有重要意义，对研究光纤激光器的开发提供理论依据。该同学查阅了大量的光纤激光器方面的论文，了解了该课题的发展和存在问题，对光纤激光器斜率效率进行模拟和实验。从已有基础看，能够完成任务，计划可行，同意按计划执行。 教研室主任签字： 200 年 月 日

七、系部意见 系（章）： 系负责人签字： 200 年 月 日 201

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