基于电光/饱和吸收体双损耗调制高峰值功率单锁模脉冲激光特性研究
发布时间：2020-12-07 15:59
高峰值功率、超短脉冲激光也被称为超短超强激光,而对超短超强激光的探索是本世纪以来激光技术领域一个非常重要的方向。超短超强脉冲激光器的研究,不仅是激光技术领域的重大突破,也促进了许多新学科的建立,此外,在工业、军事及医学等领域也具有极大的应用价值。为了获得超短超强激光,研究人员不断地进行激光技术的创新。根据过去的研究经验,激光器的总输出能量不变时,脉冲宽度越短,对应的脉冲峰值功率越高,因此,激光器的脉冲宽度与峰值功率是两个相互关联的参数。纵观超短超强激光器的发展方向,一是锁模技术不断进步,推动着激光器向着超短脉冲方向发展;二是激光峰值功率的不断攀升,为深入研究超快超强现象提供了强有力的工具。但是,对于全固态连续锁模脉冲激光器来讲,压缩脉宽,往往就会带来重复频率的大大增加,导致单个锁模脉冲的能量难以提升,如何进一步提高脉冲激光器的单脉冲峰值功率,依然是非常重要的研究课题。基于现有的调Q锁模（QML）激光技术,本论文提出了一种新型的低重频亚纳秒锁模脉冲序列输出方法,可以实现脉冲峰值功率的大幅度提高和脉冲重复频率的可控操作。采用主被动双损耗调制组合方法,基于主动调Q和可饱和吸收体被动锁模机理,...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１激光器的不同运转形式
从时间特性上，激光器可分为连续（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｗａｖｅ，?ＣＷ）、调Ｑ??（Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ）、调（＾锁模（Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ?ａｎｄ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ，?ＱＭＬ）和连续锁模（ＣＷ??ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ，?ＣＷＭＬ）四种形式，如图１．１所示。目前，调Ｑ、ＱＭＬ和ＣＷＭＬ??三种技术，是获得脉冲激光的主要方法。??ＣＷ?Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ??［ＡＡ??ＣＷＭＬ?．．?ＱＭＬ??Ｖ－??０?：?：??１?／?＼?／?＼??ＣＬ?：?：??１１１１１１１１?１１１１１１１１１１１１１?．／ｉｌｌｌＬ?ｖｆｉｌｌｌＬ??Ｔｉｍｅ?Ｔｉｍｅ??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．??图１．１激光器的不同运转形式。??１．２．１调Ｑ技术??调Ｑ技术的发展和应用，是激光发展史上的一个重大突破，它的主要特点??就是把激光能量压缩在较窄宽度的脉冲中发射，从而提高激光的单色亮度。这一??技术的发展，在物理范围幵辟了强光光学学科，且进一步推动了光的二次谐波、??光的差频、和频、参量放大和振荡，以及光的拉曼散射、布里渊散射等一系列的??非线性光学效应。??对于固体激光器，调Ｑ实际上就是调节谐振腔内的损耗值，Ｑ被称为谐振??腔的品质因数，其定义是：２?＝?腔内贮存的激光能量／每秒钟损耗的激光能量），??其中ｖ是激光脉冲的中心频率。激光器调Ｑ的工作原理如图１．２所示
Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｂｒａｇｇ?ｍｉｒｒｏｒ?Ａｂｓｏｒｂｅｒ?Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ??图?２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＥＳＡＭ．??图２．１?ＳＥＳＡＭ的典型结构图。??在１网波段使用ＳＥＳＡＭ进行被动调Ｑ与锁模时，ＳＥＳＡＭ的制备要求不同。??通常来讲，用于调Ｑ的ＳＥＳＡＭ的吸收区用较高的温度生长来获得较大的的恢复??时间，厚度也比较厚，一般为几百纳米［１７］。当ＳＥＳＡＭ用于锁模激光器时，它??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multilayer black phosphorus as saturable absorber for an Er:Lu2O3 laser at 3 μm[J]. Mingqi Fan,Tao Li,Shengzhi Zhao,Guiqiu Li,Xiaochun Gao,Kejian Yang,Dechun Li,Christian Kr?nkel. Photonics Research. 2016(05)
[2]大能量电光调Q脉冲序列输出全固态Nd∶YAG激光器[J]. 赵虎,延新杰,邓明发,孙维娜. 激光与红外. 2016(07)
[3]Passive Q-switching and Q-switched mode-locking operations of 2 μm Tm:CLNGG laser with MoS2 saturable absorber mirror[J]. L.C.Kong,G.Q.Xie,P.Yuan,L.J.Qian,S.X.Wang,H.H.Yu,H.J.Zhang. Photonics Research. 2015(02)
[4]高功率二极管激光器相变冷却技术[J]. 武德勇,高松信,曹宏章,王宏,李弋,杨波. 强激光与粒子束. 2013(11)
[5]基于石墨烯可饱和吸收被动锁模超快全固体激光器的研究[J]. 何京良,郝霄鹏,徐金龙,李先磊,杨英. 光学学报. 2011(09)
[6]中间镜式半导体可饱和吸收镜在Nd:YVO4激光器中被动调Q特性研究[J]. 王勇刚,彭继迎,檀慧明,钱龙生,柴路,张志刚,王清月,林涛,马骁宇. 光子学报. 2007(03)
[7]中间镜式半导体可饱和吸收镜实现Nd:YVO4被动锁模[J]. 王勇刚,马骁宇,刘阳,孙利群,田芊. 中国激光. 2005(08)
[8]Passive mode locking of an Yb:YAB laser with a low modulation depth SESAM[J]. 薛迎红,王清月,张志刚,柴路,王专,韩英魁,孙虹,李静,王继扬,王勇刚,马骁宇,宋宴荣. Chinese Optics Letters. 2004(08)
[9]用半导体可饱和吸收镜对掺钕晶体激光器进行被动调Q和锁模[J]. 王勇刚,马骁宇,潭满清,张敬明. 激光与光电子学进展. 2003(12)
本文编号：2903532
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１激光器的不同运转形式
从时间特性上，激光器可分为连续（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ?ｗａｖｅ，?ＣＷ）、调Ｑ??（Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ）、调（＾锁模（Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｅｄ?ａｎｄ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ，?ＱＭＬ）和连续锁模（ＣＷ??ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ，?ＣＷＭＬ）四种形式，如图１．１所示。目前，调Ｑ、ＱＭＬ和ＣＷＭＬ??三种技术，是获得脉冲激光的主要方法。??ＣＷ?Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ??［ＡＡ??ＣＷＭＬ?．．?ＱＭＬ??Ｖ－??０?：?：??１?／?＼?／?＼??ＣＬ?：?：??１１１１１１１１?１１１１１１１１１１１１１?．／ｉｌｌｌＬ?ｖｆｉｌｌｌＬ??Ｔｉｍｅ?Ｔｉｍｅ??Ｆｉｇ．?１．１?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｌａｓｅｒ?ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．??图１．１激光器的不同运转形式。??１．２．１调Ｑ技术??调Ｑ技术的发展和应用，是激光发展史上的一个重大突破，它的主要特点??就是把激光能量压缩在较窄宽度的脉冲中发射，从而提高激光的单色亮度。这一??技术的发展，在物理范围幵辟了强光光学学科，且进一步推动了光的二次谐波、??光的差频、和频、参量放大和振荡，以及光的拉曼散射、布里渊散射等一系列的??非线性光学效应。??对于固体激光器，调Ｑ实际上就是调节谐振腔内的损耗值，Ｑ被称为谐振??腔的品质因数，其定义是：２?＝?腔内贮存的激光能量／每秒钟损耗的激光能量），??其中ｖ是激光脉冲的中心频率。激光器调Ｑ的工作原理如图１．２所示
Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?Ｂｒａｇｇ?ｍｉｒｒｏｒ?Ａｂｓｏｒｂｅｒ?Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ??图?２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＥＳＡＭ．??图２．１?ＳＥＳＡＭ的典型结构图。??在１网波段使用ＳＥＳＡＭ进行被动调Ｑ与锁模时，ＳＥＳＡＭ的制备要求不同。??通常来讲，用于调Ｑ的ＳＥＳＡＭ的吸收区用较高的温度生长来获得较大的的恢复??时间，厚度也比较厚，一般为几百纳米［１７］。当ＳＥＳＡＭ用于锁模激光器时，它??２２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Multilayer black phosphorus as saturable absorber for an Er:Lu2O3 laser at 3 μm[J]. Mingqi Fan,Tao Li,Shengzhi Zhao,Guiqiu Li,Xiaochun Gao,Kejian Yang,Dechun Li,Christian Kr?nkel. Photonics Research. 2016(05)
[2]大能量电光调Q脉冲序列输出全固态Nd∶YAG激光器[J]. 赵虎,延新杰,邓明发,孙维娜. 激光与红外. 2016(07)
[3]Passive Q-switching and Q-switched mode-locking operations of 2 μm Tm:CLNGG laser with MoS2 saturable absorber mirror[J]. L.C.Kong,G.Q.Xie,P.Yuan,L.J.Qian,S.X.Wang,H.H.Yu,H.J.Zhang. Photonics Research. 2015(02)
[4]高功率二极管激光器相变冷却技术[J]. 武德勇,高松信,曹宏章,王宏,李弋,杨波. 强激光与粒子束. 2013(11)
[5]基于石墨烯可饱和吸收被动锁模超快全固体激光器的研究[J]. 何京良,郝霄鹏,徐金龙,李先磊,杨英. 光学学报. 2011(09)
[6]中间镜式半导体可饱和吸收镜在Nd:YVO4激光器中被动调Q特性研究[J]. 王勇刚,彭继迎,檀慧明,钱龙生,柴路,张志刚,王清月,林涛,马骁宇. 光子学报. 2007(03)
[7]中间镜式半导体可饱和吸收镜实现Nd:YVO4被动锁模[J]. 王勇刚,马骁宇,刘阳,孙利群,田芊. 中国激光. 2005(08)
[8]Passive mode locking of an Yb:YAB laser with a low modulation depth SESAM[J]. 薛迎红,王清月,张志刚,柴路,王专,韩英魁,孙虹,李静,王继扬,王勇刚,马骁宇,宋宴荣. Chinese Optics Letters. 2004(08)
[9]用半导体可饱和吸收镜对掺钕晶体激光器进行被动调Q和锁模[J]. 王勇刚,马骁宇,潭满清,张敬明. 激光与光电子学进展. 2003(12)
本文编号：2903532
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