基于模式选择耦合器的柱矢量全光纤激光器关键器件研究的任务书.docx

基于模式选择耦合器的柱矢量全光纤激光器关键器件研究的任务书
任务书
课题名称：基于模式选择耦合器的柱矢量全光纤激光器关键器件研究
研究背景和意义：
随着信息技术的不断发展，全光纤激光器因其结构简单、可靠性高、功率可调等特点被广泛应用于通讯、医学、材料加工等领域。然而，柱矢量全光纤激光器（PCFL）由于其更加稳定的输出光模式，在光纤光学中也备受关注。目前已有大量研究对缩微球光纤耦合、微共振腔结构等进行了探索。但这些研究中，耦合器的性能对激光器的输出表现依然有影响。因此，本课题拟基于模式选择耦合器，研究PCFL的关键器件，为其应用提供更加稳定和高效的方法。
研究内容及技术路线：
本研究将基于PCFL的结构特点，设计并制备模式选择耦合器，并对其性能进行测试和分析。主要研究内容分为以下几个方面：
1.模式选择耦合器的设计与优化。采用有限元仿真软件Lumerical进行三维仿真，研究模式选择耦合器在PCFL中的光学性能和输出特性，并根据研究结果对其进行优化设计。
2.模式选择耦合器的制备。根据优化设计的结果，采用标准的光纤制备工艺，制备模式选择耦合器。
3.模式选择耦合器的性能测试。使用激光测量设备和扫描电子显微镜对模式选择耦合器的耦合效率、光学稳定性、光学损耗等性能进行测试。
4.柱矢量全光纤激光器的输出性能测试。将制备好的模式选择耦合器应用于柱矢量全光纤激光器中，测试其输出功率、输出波长、光束质量等性能指标。并与其他常用结构的全光纤激光器进行对比，验证模式选择耦合器的优势。
预期达到的目标：
1.根据PCFL的结构特点，设计出性能优越的模式选择耦合器；
2.根据模式选择耦合器的性能测试结果，优化其制备工艺，提高制备成功率；
3.确定模式选择耦合器在柱矢量全光纤激光器中的最佳应用范围，并评估其在不同领域的应用前景。
4.推广研究成果，使更多的领域得到有关PCFL的研究成果，为相关行业提供全新的解决方案。
要求：
1.本课题要求依据国内外文献及技术现状深入研究柱矢量全光纤激光器和模式选择耦合器的原理和方法，并了解光纤光学制备和测试技术等相关知识；
2.具有扎实的光学、电子学和材料学基础、较强的理论分析能力和数学能力；
3.熟练使用相关仿真软件和光学测试设备；
4.具备求实创新，勇于攻关的精神；
5.积极向导师反映，及时汇报课题完成情况。
参考文献：
1.KrzysztofKopczynski,etal.Single-modesingle-polarizationoperationofcompactfiberlaserwithmode-selectivefiber-coupler.ElektronikairElektrotechnika[J],2015,21(2):53-57.
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3.BJEggleton,etal.Microstructuredopticalfiberdevices[J],2001,Nature,97(7112):1627-1631.
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