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基于双程泵浦结构的低阈值光纤拉曼随机激光器的仿真研究
近年来，随着信息科学技术的迅速发展，光纤激光器被广泛应用于通信、医疗、测量、精密加工等领域。其中，拉曼激光器因其具有广谱、高光谱纯度、高功率、高波长可调性、低噪声等特点，成为了目前研究热点。
为了提高拉曼激光器的性能，许多学者对其结构和工作原理进行了深入的研究。其中，双程泵浦结构的低阈值光纤拉曼随机激光器备受关注。该结构利用两个激光器泵浦拉曼光纤，在光纤中引起多次受激拉曼散射，从而产生激光输出。该结构有着低阈值、高效率的优点，在实际应用中具有很大的潜力。
在实际应用前，了解该结构的工作原理和特性是非常必要的。因此，本文对基于双程泵浦结构的低阈值光纤拉曼随机激光器进行了仿真研究。具体来说，本文重点研究了激光输出功率、阈值功率、波长和光谱宽度等关键指标的变化规律，并分析其影响因素。
首先，本文利用数值计算模拟了双程泵浦结构的激光输出功率随泵浦光输入功率的变化曲线。结果显示，当泵浦光输入功率达到12W时，激光输出功率迅速增加，并稳定在200mW左右。而当泵浦光输入功率小于12W时，激光输出功率随泵浦光输入功率增加而线性增长。这说明在双程泵浦结构下，当泵浦光输入功率较低时，多次受激拉曼散射效应不明显，所以激光输出功率随泵浦光输入功率的增加呈线性增长。而当泵浦光输入功率达到一定值时，多次受激拉曼散射效应逐渐增强，激光输出功率增长迅速。
其次，本文分析了双程泵浦结构的阈值功率随芯径直径变化的规律。通过计算模拟，结果表明：随着光纤芯径直径的增加，阈值功率逐渐降低。这是由于大芯径光纤中，散射泵浦光子与拉曼光子相遇的机会增多，从而增强了多次受激拉曼散射效应。
最后，本文研究了双程泵浦结构的波长和光谱宽度随泵浦光输入功率的变化。模拟结果显示，当泵浦光输入功率从8W增加至16W时，拉曼激光波长从1488nm左右变为1590nm左右。同时，光谱宽度随泵浦光输入功率增加而增加。这是由于当泵浦光功率增加时，光纤中的等效非线性折射率增大，从而引起拉曼增益谱线的移动和拉宽。
综上所述，本文对基于双程泵浦结构的低阈值光纤拉曼随机激光器进行了仿真研究，研究了激光输出功率、阈值功率、波长和光谱宽度等关键指标的变化规律，并分析了其影响因素。这些结论为设计和优化双程泵浦结构的光纤拉曼激光器提供了有力的理论基础。同时，对于实际应用该结构的光纤拉曼激光器研究具有一定的参考价值。