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基于锁模掺镱光纤激光器的方波脉冲产生研究

发布时间:2020-07-11 00:21
【摘要】:方波脉冲在信号处理系统、光纤传感、高功率激光器打孔等领域有着重要的应用,利用被动锁模光纤激光器产生方波脉冲具有多种优势。本文首先从理论上研究了工作在耗散孤子共振区的锁模掺镱光纤激光器,通过数值模拟研究了平顶方波脉冲的形成过程。之后通过实验,研究了基于两种不同锁模方式的掺镱光纤激光器,并实现了平顶方波输出。本文的具体工作和取得的研究成果如下:1.对工作在耗散孤子共振区的锁模掺镱光纤激光器进行了理论分析,通过数值模拟研究了其输出的平顶方波的演化过程,发现随着泵浦功率的增加,方波脉冲的宽度呈线性增大,而峰值功率保持不变。2.搭建了基于非线性偏振旋转的锁模掺镱光纤激光器,并成功实现了平顶方波脉冲输出。当腔长为1501.8 m且泵浦功率为543.2 mW时,方波脉冲的最大宽度达到812.4 ns,单脉冲能量为42.34 nJ;研究了方波脉冲的宽度与腔长的关系,当将腔长缩短至1001.8 m和501.8 m时,得到的方波脉冲的最大宽度分别为431 ns和164 ns;对于1001.8 m的腔长,通过调整偏振控制器,在一个特定的耗散孤子共振区获得了 1.25 μs的超宽方波脉冲输出。3.搭建了基于非线性光纤环形镜的锁模掺镱光纤激光器,通过500 m长的单模光纤增大腔长,获得了脉冲宽度为218.4 ns的平顶方波输出,脉冲宽度和单脉冲能量随泵浦功率呈线性变化,表明该激光器工作在耗散孤子共振区。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TN248
【图文】:

反常色散区,光纤激光器


中科院西安光机所的刘雪明等首次报导了工作在超大净负色散的掺Er光纤激光器[12]。该激光器能够实现纳秒级脉宽及数十纳焦能量的方波脉逡逑输出,实现了方波脉冲宽度和能量的可控输出。逡逑同年,该课题组在掺Er光纤激光器的反常色散区观察到了邋DSR现象[16],实了邋DSR的形成对腔中的色散并不敏感。该实验采用双泵浦方案,在前向泵浦逡逑率132邋mW、后向泵浦功率124邋mW的输入条件下,观测到方波开始形成,激逡逑输出的最大平均功率为18.9mW,最大能量约为32nJ,输出波长在1530 ̄1570m范围。逡逑2013年,Liu邋L邋et邋al.通过对DSR的分析,使用NPR锁模技术,选取掺Yb3逡逑

腔长,光纤激光器,方波,锁模技术


中科院西安光机所的刘雪明等首次报导了工作在超大净负色散的掺Er光纤激光器[12]。该激光器能够实现纳秒级脉宽及数十纳焦能量的方波脉逡逑输出,实现了方波脉冲宽度和能量的可控输出。逡逑同年,该课题组在掺Er光纤激光器的反常色散区观察到了邋DSR现象[16],实了邋DSR的形成对腔中的色散并不敏感。该实验采用双泵浦方案,在前向泵浦逡逑率132邋mW、后向泵浦功率124邋mW的输入条件下,观测到方波开始形成,激逡逑输出的最大平均功率为18.9mW,最大能量约为32nJ,输出波长在1530 ̄1570m范围。逡逑2013年,Liu邋L邋et邋al.通过对DSR的分析,使用NPR锁模技术,选取掺Yb3逡逑

泵浦功率,脉冲宽度,方波,种子源


研宄人员发现了多组能够满足DSR条件从而产生稳定方波的组合。在不同的泵逡逑浦功率下输出的方波如图1-4所示。在输入功率为334邋mW时,脉冲的输出功率逡逑可达到62.1邋mW,输出能量为34邋nJ,重复频率为1.86邋MHz,波长为1pm。通过逡逑调节栗浦功率,脉宽可实现从ps到ns可调。该方波可当作种子源,进而获得更逡逑高功率的脉冲输出。逡逑

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本文编号:2749668

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