基于黑磷光纤激光的脉冲特性研究
发布时间：2020-12-05 23:17
超短脉冲光纤激光器具有窄脉宽,高峰值功率,高能量等特点被广泛应用到工业、医疗、国防、通信等诸多领域中。实现短脉冲的方式有许多种,但是随着学科的进步以及纳米新材料的不断发展,二维材料异军突起,其种类也越来越丰富,不断的吸引着超快领域科研工作者的目光。由于一些二维纳米材料具有良好的非线性吸收系数、超快的恢复时间和易于制作等优异性质被不断应用到超短脉冲光纤激光器中。继石墨烯材料之后,像过渡金属硫化物（WS2,MoS2等）、拓扑绝缘体（Bi2Se3,Bi2Te3等）、黑磷等新的可饱和吸收材料在被动锁模光纤激光器中都相继得到了应用。利用材料的可饱和吸收性并将其应用到被动锁模光纤激光器中实现超短脉冲是当前以及未来激光领域的一个重要的研究方向,具有广阔的前景。本论文主要围绕着黑磷材料的制备和可饱和吸收体器件的性能来研究,以新型二维黑磷材料作为可饱和吸收体,提出一种基于黑磷纳米材料结合D-型光纤的掺铒光纤激光器,在实验上探索可饱和吸收器件的性能以及对基于黑磷纳米材料的光纤激光器输出的脉冲特性进行研究,并利用黑磷材料在掺铒光纤激光腔中实现了暗孤子的输出。本文的主要研究工作如下:1.介绍了黑磷纳米材料的能...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１光脉冲图，（ａ）无序振荡激光器输出的光信号，（ｂ）锁模后激光器输出的光信号【１７］??
由于模与模之间的相互作用，当内外部调制达到同步时就可以形成脉冲序列了?ｔｗ。??主动锁模的脉冲序列一般只有纳秒（１?（Ｔ９?ｓ）量级，由被调制的参量的不同可分为振幅??调制锁模和相位调制锁模［２６？］。主动锁模光纤激光器的结构示意图如图１－２所示：??Ｇａｉｎ?ｍｅｄｉｕｍ??Ｏｕｔｐｕｔ￣…＾??Ｓ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?＾?Ｆｉｌｔｅｒ??＾??Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ??图１－２主动锁模光纤激光器的结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｃｔｉｖｅ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ??４??
行简单的介绍。??（ａ）基于非线性光纤放大镜锁模??非线性光纤放大镜锁模光纤激光器的结构图如图１－４所示，由于数字“８”和该??激光器的结构很像，因此该光纤激光器也被称之为“８”字型腔。它其实就是通过一??个光纤耦合器将两部分腔连接起来。??Ｉ?Ｉ?３ｄＢ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?｜?｜??图１－４非线性光纤放大镜锁模光纤激光器结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｆｉｂｅｒ?ｏｐｔｉｃ?ｍａｇｎｉｆｉｅｒ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ??其运作机制为：当输入的光经过５０／５０的偏振无关耦合器时，会被分成两束方??向相反、幅度相同的两束信号光，其中一束在刚经过图１－４左端时就被掺铒增益光??纤放大，另一束在经过图１－４右端在循环一圈离开时才被增益光纤放大，这两束光??在沿不同方向在非线性光纤放大镜腔内循环一次后，由于两束光在腔内的强度和??形状不一样，其所积累的非线性效应也不同，而且非线性相位差也不是一样的。??通过上述过程脉冲在腔内不断循环，当脉冲中央强度高的一部分能量将被透射，??而脉冲两侧强度低的部分则被反射。脉冲就会在ＳＰＭ与ＸＰＭ的作用下有变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nonlinear optical absorption of few-layer molybdenum diselenide （MoSe2） for passively mode-locked soliton fiber laser [Invited][J]. Zhengqian Luo,Yingyue Li,Min Zhong,Yizhong Huang,Xiaojiao Wan,Jian Peng,Jian Weng. Photonics Research. 2015(03)
[2]Few-layer MoS2 saturable absorbers for short-pulse laser technology: current status and future perspectives [Invited][J]. R.I.Woodward,R.C.T.Howe,G.Hu,F.Torrisi,M.Zhang,T.Hasan,E.J.R.Kelleher. Photonics Research. 2015(02)
[3]2.0μm掺铥超短脉冲光纤激光器研究进展及展望[J]. 王璞,刘江. 中国激光. 2013(06)
[4]非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型(英文)[J]. 左林,杨爱英,赖俊森,孙雨南. 红外与激光工程. 2013(01)
[5]掺镱双包层脉冲光纤放大器的特性研究(英文)[J]. 张晓,宋晏蓉,于振华,杨昭辉,田金荣,张新平. 光子学报. 2011(09)
[6]孤子光脉冲的产生及其应用研究[J]. 张书敏,温虹,吕福云,左晓雪. 物理学报. 2007(04)
博士论文
[1]全光纤超短脉冲激光器锁模机理及实验研究[D]. 段利娜.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]高重复频率、宽光谱飞秒光纤激光器研究[D]. 李杏.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王雷.江西师范大学 2015
[2]光纤倏逝波谱传感系统及应用研究[D]. 曹李华.重庆理工大学 2014
[3]基于SESAM的锁模光纤激光器研究[D]. 段晓磊.北京交通大学 2013
[4]倏逝波光纤Bragg光栅传感器理论及应用研究[D]. 曹雪梅.重庆理工大学 2012
[5]超短脉冲被动锁模光纤激光器的研究[D]. 唐志杰.江西师范大学 2011
本文编号：2900267
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１光脉冲图，（ａ）无序振荡激光器输出的光信号，（ｂ）锁模后激光器输出的光信号【１７］??
由于模与模之间的相互作用，当内外部调制达到同步时就可以形成脉冲序列了?ｔｗ。??主动锁模的脉冲序列一般只有纳秒（１?（Ｔ９?ｓ）量级，由被调制的参量的不同可分为振幅??调制锁模和相位调制锁模［２６？］。主动锁模光纤激光器的结构示意图如图１－２所示：??Ｇａｉｎ?ｍｅｄｉｕｍ??Ｏｕｔｐｕｔ￣…＾??Ｓ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?＾?Ｆｉｌｔｅｒ??＾??Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ??图１－２主动锁模光纤激光器的结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｃｔｉｖｅ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ??４??
行简单的介绍。??（ａ）基于非线性光纤放大镜锁模??非线性光纤放大镜锁模光纤激光器的结构图如图１－４所示，由于数字“８”和该??激光器的结构很像，因此该光纤激光器也被称之为“８”字型腔。它其实就是通过一??个光纤耦合器将两部分腔连接起来。??Ｉ?Ｉ?３ｄＢ?Ｃｏｕｐｌｅｒ?｜?｜??图１－４非线性光纤放大镜锁模光纤激光器结构示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?ｆｉｂｅｒ?ｏｐｔｉｃ?ｍａｇｎｉｆｉｅｒ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ??其运作机制为：当输入的光经过５０／５０的偏振无关耦合器时，会被分成两束方??向相反、幅度相同的两束信号光，其中一束在刚经过图１－４左端时就被掺铒增益光??纤放大，另一束在经过图１－４右端在循环一圈离开时才被增益光纤放大，这两束光??在沿不同方向在非线性光纤放大镜腔内循环一次后，由于两束光在腔内的强度和??形状不一样，其所积累的非线性效应也不同，而且非线性相位差也不是一样的。??通过上述过程脉冲在腔内不断循环，当脉冲中央强度高的一部分能量将被透射，??而脉冲两侧强度低的部分则被反射。脉冲就会在ＳＰＭ与ＸＰＭ的作用下有变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]Nonlinear optical absorption of few-layer molybdenum diselenide （MoSe2） for passively mode-locked soliton fiber laser [Invited][J]. Zhengqian Luo,Yingyue Li,Min Zhong,Yizhong Huang,Xiaojiao Wan,Jian Peng,Jian Weng. Photonics Research. 2015(03)
[2]Few-layer MoS2 saturable absorbers for short-pulse laser technology: current status and future perspectives [Invited][J]. R.I.Woodward,R.C.T.Howe,G.Hu,F.Torrisi,M.Zhang,T.Hasan,E.J.R.Kelleher. Photonics Research. 2015(02)
[3]2.0μm掺铥超短脉冲光纤激光器研究进展及展望[J]. 王璞,刘江. 中国激光. 2013(06)
[4]非线性偏振旋转锁模光纤激光器数值模型(英文)[J]. 左林,杨爱英,赖俊森,孙雨南. 红外与激光工程. 2013(01)
[5]掺镱双包层脉冲光纤放大器的特性研究(英文)[J]. 张晓,宋晏蓉,于振华,杨昭辉,田金荣,张新平. 光子学报. 2011(09)
[6]孤子光脉冲的产生及其应用研究[J]. 张书敏,温虹,吕福云,左晓雪. 物理学报. 2007(04)
博士论文
[1]全光纤超短脉冲激光器锁模机理及实验研究[D]. 段利娜.中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所) 2016
[2]高重复频率、宽光谱飞秒光纤激光器研究[D]. 李杏.上海交通大学 2015
硕士论文
[1]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王雷.江西师范大学 2015
[2]光纤倏逝波谱传感系统及应用研究[D]. 曹李华.重庆理工大学 2014
[3]基于SESAM的锁模光纤激光器研究[D]. 段晓磊.北京交通大学 2013
[4]倏逝波光纤Bragg光栅传感器理论及应用研究[D]. 曹雪梅.重庆理工大学 2012
[5]超短脉冲被动锁模光纤激光器的研究[D]. 唐志杰.江西师范大学 2011
本文编号：2900267
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