全光纤超短脉冲啁啾放大系统的研究
本文选题:超短脉冲 切入点:啁啾脉冲放大 出处:《北京交通大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:啁啾脉冲放大技术(CPA)是先对飞秒脉冲进行脉冲展宽,再将脉冲送入放大器放大,最后压缩放大后的激光脉冲,使超短脉冲放大过程中的脉冲功率和质量得以保证。自1985年D.Striclland和G Mourou提出了啁啾脉冲放大(CPA)概念以来,超短脉冲激光技术取得了飞速的发展,而啁啾脉冲放大(CPA)成为获得高功率飞秒激光脉冲的关键技术。全光纤的CPA,其具有可靠性好,不需要调整光路,体积小重量轻,便于维护,使用方便,耦合效率高的特点成为超短脉冲激光领域的研究热点。本文针对全光纤结构的CPA超短脉冲放大系统展开研究,论文的主要工作如下:(1)利用光纤的色散和非线性相关理论,从非线性传输方程出发,建立模型,利用分步傅里叶方法通过数值求解对光脉冲在CPA系统的各类光纤中的传播演化情况进行了模拟计算和分析。(2)对普通 EDF+大模场面积 EDF,DCF+EDF+SMF,CFBG+EDF+CFBG,CFBG+ EDF+大模场面积EDF+CFBG几种全光纤啁啾放大系统进行了理论分析,通过研究发现使用DCF的全光纤CPA系统相比于后面两个全光纤系统没有达到更好的效果,使用CFBG的系统具有更明显的能够承载高功率脉冲防止脉冲劣变的优点,而EDF+大模场面积EDF的系统利用增益光纤自身的色散来实现CPA,具有结构简单能够承载较高功率的脉冲的优点。(3)根据以上研究提出了 CFBG+EDF+大模场面积EDF+CFBG的新的全光纤CPA系统设计方案,经模拟计算证实该系统可以得到更理想的效果。
[Abstract]:The chirped pulse amplification technique (CPA) first broadens the femtosecond pulse, then sends the pulse into the amplifier to amplify, and finally compress the amplified laser pulse. The pulse power and quality can be guaranteed during ultrashort pulse amplification. Since the concept of chirped pulse amplification was proposed by D. Striclland and G Mourou in 1985, ultrashort pulse laser technology has made rapid progress. The chirped pulse amplification (CPA) has become the key technology to obtain high power femtosecond laser pulse. The CPA of all optical fiber has good reliability, does not need to adjust the optical path, is small, light weight, easy to maintain and easy to use. The characteristics of high coupling efficiency have become a hot research topic in the field of ultrashort pulse laser. In this paper, the CPA ultrashort pulse amplification system with all-fiber structure is studied. The main work of this paper is as follows: (1) utilizing the dispersion and nonlinear theory of optical fiber. Based on the nonlinear transmission equation, the model is established. The propagation and evolution of optical pulses in various optical fibers of CPA system are simulated and analyzed by using the discrete step Fourier method. The large mode field area EDFDCF EDF SMF EDF CFBG EDF CFBGG EDF large mode field area EDF of ordinary EDF are calculated and analyzed numerically. Several kinds of all-fiber chirp amplification systems in CFBG are analyzed theoretically. It is found that the all-fiber CPA system using DCF has no better effect than the latter two all-fiber systems, and the system using CFBG has more obvious advantages of carrying high-power pulses to prevent pulse deterioration. However, the system of EDF large mode field area (EDF) utilizes the dispersion of gain fiber to realize CPA, which has the advantages of simple structure and ability to carry higher power pulses. (3) based on the above research, a new total of CFBG EDF large mode field area EDF CFBG is proposed. Optical fiber CPA system design, The simulation results show that the system can achieve better results.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN78
【参考文献】
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,本文编号:1573128
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