基于NALM和GCM可饱和吸收体混合锁模掺铥光纤激光器研究

发布时间：2020-09-14 16:18

　　 被动锁模掺铥光纤激光器因其具有极窄脉冲宽度、宽光谱等优势在通信、医疗等领域有着广泛的应用。基于真实可饱和吸收体的被动锁模掺铥光纤激光器虽然可以自启动,但是其性能往往受限于材料的特性参数。基于等效可饱和吸收体的被动锁模掺铥光纤激光器虽然输出的脉冲能量较高,但是输出脉冲受环境影响较大而不稳定。因此把真实可饱和吸收体和等效可饱和吸收体混合作为锁模器件的被动锁模掺铥光纤激光器,结合了两者的优点,输出的脉冲不仅能量高而且非常稳定。本文利用非线性放大环镜(Nonlinear Amplified Loop Mirror,NALM)和覆石墨烯锥形光纤(Graphene Covered Microfiber,GCM)可饱和吸收体混合锁模器件,在掺铥光纤激光器中进行一系列的理论和实验研究。首先,在锁模掺铥光纤激光器的理论基础上,设计了基于NALM和GCM可饱和吸收体混合锁模掺铥光纤激光器的系统方案。然后,根据系统方案设计了基于NALM和GCM可饱和吸收体的混合锁模掺铥光纤激光器和基于单一可饱和吸收体(NALM/GCM)的锁模掺铥光纤激光器。其中基于NALM和GCM可饱和吸收体的混合锁模掺铥光纤激光器,在没有调节偏振控制器只调节泵浦功率的情况下,得到了调Q锁模脉冲和锁模脉冲,其锁模脉冲中心波长、3 dB带宽、脉冲能量和信噪比分别为1946 nm、2.3 nm、8.49 nJ和53 dB;基于NALM可饱和吸收体的锁模掺铥光纤激光器通过调节偏振控制器和增加泵浦功率得到了类调Q锁模脉冲输出和类噪声锁模脉冲输出,在类调Q锁模状态中,包络的重复频率和包络脉宽并没有随着泵浦功率的变化而变化,锁模频谱也有着大的调制包络,说明了这种过渡状态的不稳定。在类噪声锁模状态中,锁模脉冲的中心波长约为1989 nm,3 dB带宽为19 nm,脉冲能量为3.13 nJ,比传统锁模脉冲的3 dB带宽和脉冲能量都要高。由实验结果得到的带有双峰的平滑光谱和43 dB的信噪比也进一步说明了该锁模脉冲为类噪声锁模脉冲;基于GCM可饱和吸收体的锁模掺铥光纤激光器,在没有调节偏振控制器,只调节泵浦功率的情况下得到了调Q锁模脉冲和连续锁模脉冲,其锁模脉冲的中心波长、3 dB带宽、脉冲能量和信噪比分别为1987 nm、8.31 nm、2.6 nJ和40 dB。最后通过三种可饱和吸收体光纤激光器结果的对比和相关文献对比分析,得出了基于NALM和GCM可饱和吸收体的混合锁模掺铥光纤激光器输出的状态更多,锁模脉冲能量更高,信噪比也更高,并且也非常的稳定。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN248
【部分图文】：

铥元素金属外观图

图 1.2 铥离子的能级结构简图合可饱和吸收体掺铥光纤激光器国内外研条件至少有两点，即腔内的纵模要足够多且各个纵模出现了多种多样的锁模技术，例如：主动锁模技术、的锁模技术。然而主动锁模技术和主被动结合的锁模的声光调制器和电光调制器，通过人为的方式改变腔相位锁定。相比较这种复杂的技术，被动锁模技术以本受到越来越广泛的关注和应用。在被动锁模技术中可以分为三大类：利用真实可饱和吸收体进行锁模、锁模、利用真实可饱和吸收体和等效可饱和吸收体结锁模类型的掺铥光纤激光器的研究进展进行分析，如

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本文编号：2818381