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大芯径多模光纤中的受激布里渊放大模式净化效应,对于改善高功率光纤激光器的输出光束质量具有重要的意义。本文从多模光纤受激布里渊放大过程中的模式特性研究入手,对描述多模光纤受激布里渊放大过程模式特性的物理模型进行了研究,解释了多模光纤受激布里渊放大模式净化效应的作用机理,并对模式净化效应进行了系统的分析和说明。 在理论方面,将多模光纤特有的模式特性和折射率分布特性与传统受激布里渊放大模型结合在一起,形成了独特的重叠积分理论,良好地解释了放大过程中模式特性的物理起源。在实验方面,主要以多种芯径的GI多模光纤作为研究对象,设计了基模诱导受激布里渊放大的实验方案,攻克了选模激发、光程控制、图像采集等实验关键技术,在62.5μm、105μm、200μm三种芯径光纤为介质的条件下,均实现了高效率的模式净化,特别是在百微米芯径量级的光纤中首次实现了高质量的模式净化效应,输出光束的M2因子达到了1.5。同时理论与实验相结合,建立了模式净化效应的物理模型,合理地解释了在多模光纤中基于受激布里渊散射实现模式净化和基于受激布里渊放大实现模式净化的异同,并相应地定义了自发型模式净化和诱导型模式净化的概念。