980nm全光纤掺镱光纤振荡器及放大器的研究

发布时间：2018-05-22 13:08

  本文选题：980 + nm全光纤振荡器　； 参考：《北京工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：980 nm全光纤掺镱光纤振荡器具有结构紧凑、集成度高、稳定性好等优点,其倍频可以产生蓝绿光同时也可以作为掺铒光纤放大器高亮度的泵浦源,随着光纤通信技术的发展,对掺铒光纤放大器的要求越来越高,高功率980 nm全光纤掺镱光纤振荡器及放大器成为了解决问题的关键。本论文对此进行了详细理论及实验研究,其主要内容分为以下几部分:第一部分对980 nm锁模光纤振荡器及放大器进行了相关理论研究。从镱离子的吸收和发射截面出发,分析了抑制四能级起振和减少980 nm激光重吸收效应,是获得980 nm准三能级激光振荡需要解决的两个关键性问题。然后分别介绍了SESAM和NPR锁模机理,从非线性薛定谔方程出发建立了SESAM、NPR的锁模方程。最后,根据瞬态速率方程组求出单程脉冲放大器中泵浦功率以及放大后脉冲功率的理论公式,并分析了色散及非线性相移对放大器输出特性的影响。第二部分开展了980 nm全光纤非线性偏振旋转锁模掺镱光纤振荡器及放大器的实验研究。依据非线性偏振旋转锁模原理,搭建全纤化的NPR锁模振荡器,实验验证了获得980 nm锁模振荡所需的合适的增益光纤长度,实现了重复频率20.38 MHz,脉冲宽度159.48 ps,最大输出功率26.1 mW,输出光谱中心位于977nm,光谱宽度为10 nm的980 nm耗散孤子锁模。然后,以上述振荡器为种子源,经两级功率放大后,获得最大输出功率205 mW,脉冲宽度为178.10 ps。第三部分进行了980 nm全光纤SESAM锁模掺镱光纤振荡器及放大器的实验研究。实验中以SESAM和FBG作为腔镜搭建全光纤线性腔,采用两种不同的腔长,分别实现了重复频率16.67 MHz,最大输出功率3.5 mW,脉冲宽度76.27ps的连续锁模和重复频率为20.96 MHz,最大输出功率4.4 mW,脉冲宽度61.15ps的连续锁模输出。对锁模重复频率为20.96 MHz的980 nm脉冲激光进行全光纤放大,最终获得最大输出功率740 mW,脉冲被展宽到200 ps。第四部分开展了基于SESAM和NPR相结合的980 nm全光纤锁模振荡器及放大器实验研究。考虑SESAM和NPR各自锁模的优势,搭建全光纤锁模振荡器,理论模拟验证了实验的可行性,实验获得了稳定的自启动锁模,锁模输出重复频率为23.84 MHz,最大平均输出功率1.8 mW,脉宽6.6 ps,光谱呈现典型的耗散孤子锁模光谱特性,其中心波长位于978 nm附近,3d B带宽为4.5 nm。经过两级全光纤功率放大器后,最终获得平均功率684 mW,脉宽为165.6 ps。
[Abstract]:A 980 nm full - fiber nonlinear polarization rotating mode - locked - mode ytterbium - doped fiber oscillator and amplifier have been studied by using SESAM and FBG as a seed source . In the fourth part , a 980 nm all - fiber mode - locked oscillator and an amplifier experimental study based on SESAM were carried out . The feasibility of the experiment was verified by using the advantages of SESAM and the respective locking modes . The theoretical simulation verified the feasibility of the experiment . The theoretical simulation verified the feasibility of the experiment . The maximum average output power was 1.8 mW , the pulse width was 6.6 ps . The spectrum presented a typical dissipation soliton mode spectrum characteristic . The maximum average output power was 1.8 mW and the pulse width was 6.6 ps . After the two - stage full - fiber power amplifier , the average power of 684 mW was obtained , and the pulse width was 165.6 ps .
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN752;TN722
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本文编号：1922192