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高功率光子晶体光纤激光器实验研究
光子晶体光纤激光器是一种新型的激光发射器，其在制备过程中采用了光子晶体材料，同时光纤作为激光输出通道，具有很高的可靠性、稳定性和高功率、高效率的特点。本文旨在探讨光子晶体光纤激光器在高功率应用中的实验研究。
一、光子晶体光纤激光器的基本原理
光子晶体材料的制造方法是通过特定的微结构在材料中形成周期性的折射率分布，这种结构使材料在特定的波段（带隙）存在完全的反射、色散和衍射等光学特性。在晶体中注入特定的材料，如稀土离子，形成激光腔之后，在激光泵浦作用下，材料中的激光能量增强，从而产生激光辐射。由于光子晶体具有特殊的光学特性，在光纤中实现了激光的传输和输出。因此，光子晶体光纤激光器可以实现高功率、高效率、低噪声和长寿命的激光输出。
二、光子晶体光纤激光器的优点
1、稳定性高
光子晶体光纤激光器的光路采用晶体微结构，在制备过程中可以精确控制光路的尺寸和材料参数。这种优异的工艺能力可以保证器件的稳定性。
2、光学性能更优
光子晶体光纤激光器的晶体结构可以有效地控制光学波导的特性，使激光器具有良好的光学性能，如高增益、低阈值、高斜率效率和小横模分裂等。
3、小体积、大功率
相比于传统的离散光学器件，光子晶体光纤激光器的光路结构更加紧凑，在相同功率输出条件下，其体积更小，功率更大。
三、高功率光子晶体光纤激光器的实验研究
1、光子晶体材料制备
在高功率光子晶体光纤激光器的实验研究中，首先需要制备高质量的光子晶体材料。本实验使用的材料为硅基光子晶体材料，采用LiBr水溶液对硅线性光栅进行腐蚀得到光子晶体模板，之后通过化学气相沉积和高温退火等工艺制备出硅基光子晶体材料。
2、激光器设计和搭建
基于硅基光子晶体材料制备的光纤激光器，其激光腔采用双端面镀膜杆式结构，激光输出端口采用85%的传输率光纤耦合。在光主动介质中注入Nd3+离子，通过光泵浦方法使得光子晶体材料中的Nd3+离子发生激发，从而实现激光输出。
3、实验结果
经过实验验证，制备的光子晶体光纤激光器实现了800mW的连续激光输出，在较大的输出功率范围内，其激光输出功率随着泵浦功率的增大而线性增加。同时，其光谱特性在激光输出功率达到临界值之前是十分稳定的。
四、总结和展望
本文对高功率光子晶体光纤激光器的实验研究进行了概述。光子晶体光纤激光器采用特定的晶体结构和光学波导，可以实现高功率、高效率、低噪声和长寿命的激光输出。近年来，光子晶体光纤激光器在光子学、生物医学和通信等领域中得到广泛应用和研究。随着材料科学、激光技术和光学信号处理等方面的不断进步，未来光子晶体光纤激光器技术将取得更加重要的进展。