【摘 要】
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增大光纤纤芯尺寸、降低纤芯内的功率密度是抑制光纤激光系统中非线性效应产生的最有效方法之一.但是，增大光纤纤芯尺寸不可避免的会使光纤支持多个模式，产生另一种非线性
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增大光纤纤芯尺寸、降低纤芯内的功率密度是抑制光纤激光系统中非线性效应产生的最有效方法之一.但是，增大光纤纤芯尺寸不可避免的会使光纤支持多个模式，产生另一种非线性效应——模式不稳定现象，导致输出激光光束质量急剧退化.目前，模式不稳定现象限制了高功率、高光束质量掺镱光纤激光系统的功率提升，特别是单模线偏可相干合成光纤激光系统.大量理论和实验研究表明，模式不稳定现象与光纤材料的热学性能(主要是热光系数和热导率)有关，因此可以探索新的光纤基质材料抑制高功率光纤激光系统中的模式不稳定.本文基于模式耦合理论的半解析模型，理论研究了不同光纤基质材料中的模式不稳定阈值.通过计算硅酸盐光纤、磷酸盐光纤、晶体光纤和光热折变玻璃光纤等材料中的模式不稳定阈值功率，发现：基于标准的双包层大模场面积阶跃折射率结构光纤，采用钇铝石榴石晶体和光热折变玻璃作为基质的掺镱光纤模式不稳定阈值功率分别为8kW和18kW.此外，通过采用同带泵浦方案，减小系统的量子亏损，模式不稳定的阈值可以进一步提高.
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