基于915nm双泵浦的新型掺镱锁模光纤激光器的研究
发布时间：2021-04-01 02:08
980nm波段的激光用途广泛,可作为各类固体激光器、放大器的种子光,另一方面通过倍频技术可以转化为480nm附近的蓝绿光输出,替代传统低效的氩离子激光器和半导体蓝光激光器,作为水下通信的光源。由于980nm同时作为镱离子的发射峰和吸收峰,实现在该波段锁模的关键技术之一就是要尽量避免或抑制980nm激光的重吸收效应。本文通过理论分析和数值仿真分析了在980nm处实现锁模的可行性以及关键技术,并证实了在全正色散条件下使用滤波结构的重要性。在实验中我们以915nm激光为泵浦源,掺镱光纤为增益介质,使用反射式衍射光栅作为滤波结构,成功搭建了一台稳定运转在全正色散条件下的光纤激光器。实验中激光器稳定输出的脉冲光谱宽度达到了 11.4nm,接近镱离子在该波段的增益带宽。全正色散的环境使得脉冲积累了大量的啁啾,直接输出的脉冲宽度为1.6ps,通过腔外压缩的手段,脉冲宽度降低到了 180fs。另外我们也证实了在一定范围内增大泵浦功率能够增大锁模脉冲的光谱宽度,并在实验中发现了 980nm波段和1030nm波段连成一片的现象,获得了较大的光谱带宽。通过在谐振腔内引入光栅对进行色散调节,我们在不同色散条件...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．２双包层光纤结构示意图??
?输迄信号??外包层（ｔＪＶ固化低折射率光纤涂释）??图２．１．２双包层光纤结构示意图??内包层通常具有较大的直径和数值孔径，相反掺入稀土元素的纤芯尺寸较小，??为几个到几十个微米，在纤芯中传播的光一般都是单模模式。使用双包层光纤进??行泵浦时，栗浦光先是进入纤芯外围的内包层中，并在接下来一段距离内维持多??模传输，在这个过程中光会逐渐从多模的内包层进入单模的纤芯中，使得泵浦光??的抽运距离大为增加，泵浦光的能量能更充分地被纤芯中掺杂离子所吸收，从而??提升了整体泵浦耦合效率［３９］。??对于常用的双包层光纤，如若泵浦光可以同时在内包层和纤芯中传输，在两??者之中的分布与它们各自的直径成一定的比例关系。如果为了増大纤芯中栗浦光??的比例而增大纤芯直径，则可能破坏单模传输条件，以致于输出的激光脉冲质量??大为下降。本课题中为了追求较高的输出脉冲质量
ｎｍ???留在谐振腔内并得到放大。从效果上看，它类似于损耗调制器，也能够产生??为２Ｌ／Ｃ的脉冲序列。但同时多个相位极值点的存在也给锁模脉冲带来了不??性，很容易引发脉冲序列的跳变。??被动锁模??被动锁模利用腔内非线性器件的可饱和吸收特性来调节腔内损耗，而不需要??动锁模那样在腔内引入调制器之类的有源器件。此类型的锁模结构更容易实??光纤化，便于集成。常见的被动锁模方式主要分为可饱和吸收体锁模、非线??振旋转锁模以及非线性光纤环形镜锁模等［４２］。??）可饱和吸收体锁模??将可饱和吸收体置于谐振腔内，经过多次往返吸收，可以得到一系列超窄脉??可饱和吸收体是一种对光场吸收随光强非线性变化的特殊物质。使用可饱和??体锁模机制的光纤激光器结构如下图所示：???．．．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]耦合广义非线性薛定谔方程的相互作用表象龙格库塔算法及其误差分析[J]. 李磐,时雷,毛庆和. 物理学报. 2013(15)
[2]基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器[J]. 张大鹏,胡明列,谢辰,柴路,王清月. 物理学报. 2012(04)
[3]高精度高重频脉冲激光测距系统[J]. 纪荣祎,赵长明,任学成. 红外与激光工程. 2011(08)
[4]基于石墨烯可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱光纤激光器[J]. 刘江,吴思达,王科,曹镱,杨全红,王璞. 中国激光. 2011(08)
[5]高功率激光器的发展现状及应用[J]. 钟如涛,王玉涛,黄治军. 激光杂志. 2011(02)
[6]利用PPKTP晶体倍频产生397.5nm激光的实验研究[J]. 李嘉华,郑海燕,张玲,李淑静,王海. 量子光学学报. 2011(01)
[7]全正色散耗散孤子掺镱光纤激光器[J]. 张祖兴,戴国星. 光学学报. 2011(02)
[8]掺镱包层光纤激光器的全光纤调Q技术[J]. 宁继平,张伟毅,尚连聚,范国芳,韩群,周雷. 中国激光. 2008(04)
[9]主动锁模飞秒光纤激光器[J]. 宋方,徐文成,申民常,刘颂豪,王可,杨淑雯. 中国激光. 2008(03)
[10]非线性放大环形镜“8”字腔光纤激光器实验研究[J]. 张伟,陈国夫,赵卫,王屹山,李喆,侯洵. 光子学报. 2006(12)
博士论文
[1]高性能锁模光纤激光器研究[D]. 赵德双.电子科技大学 2005
本文编号：3112492
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．２双包层光纤结构示意图??
?输迄信号??外包层（ｔＪＶ固化低折射率光纤涂释）??图２．１．２双包层光纤结构示意图??内包层通常具有较大的直径和数值孔径，相反掺入稀土元素的纤芯尺寸较小，??为几个到几十个微米，在纤芯中传播的光一般都是单模模式。使用双包层光纤进??行泵浦时，栗浦光先是进入纤芯外围的内包层中，并在接下来一段距离内维持多??模传输，在这个过程中光会逐渐从多模的内包层进入单模的纤芯中，使得泵浦光??的抽运距离大为增加，泵浦光的能量能更充分地被纤芯中掺杂离子所吸收，从而??提升了整体泵浦耦合效率［３９］。??对于常用的双包层光纤，如若泵浦光可以同时在内包层和纤芯中传输，在两??者之中的分布与它们各自的直径成一定的比例关系。如果为了増大纤芯中栗浦光??的比例而增大纤芯直径，则可能破坏单模传输条件，以致于输出的激光脉冲质量??大为下降。本课题中为了追求较高的输出脉冲质量
ｎｍ???留在谐振腔内并得到放大。从效果上看，它类似于损耗调制器，也能够产生??为２Ｌ／Ｃ的脉冲序列。但同时多个相位极值点的存在也给锁模脉冲带来了不??性，很容易引发脉冲序列的跳变。??被动锁模??被动锁模利用腔内非线性器件的可饱和吸收特性来调节腔内损耗，而不需要??动锁模那样在腔内引入调制器之类的有源器件。此类型的锁模结构更容易实??光纤化，便于集成。常见的被动锁模方式主要分为可饱和吸收体锁模、非线??振旋转锁模以及非线性光纤环形镜锁模等［４２］。??）可饱和吸收体锁模??将可饱和吸收体置于谐振腔内，经过多次往返吸收，可以得到一系列超窄脉??可饱和吸收体是一种对光场吸收随光强非线性变化的特殊物质。使用可饱和??体锁模机制的光纤激光器结构如下图所示：???．．．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]耦合广义非线性薛定谔方程的相互作用表象龙格库塔算法及其误差分析[J]. 李磐,时雷,毛庆和. 物理学报. 2013(15)
[2]基于非线性偏振旋转锁模的高功率光子晶体光纤飞秒激光振荡器[J]. 张大鹏,胡明列,谢辰,柴路,王清月. 物理学报. 2012(04)
[3]高精度高重频脉冲激光测距系统[J]. 纪荣祎,赵长明,任学成. 红外与激光工程. 2011(08)
[4]基于石墨烯可饱和吸收体的被动锁模、被动调Q掺镱光纤激光器[J]. 刘江,吴思达,王科,曹镱,杨全红,王璞. 中国激光. 2011(08)
[5]高功率激光器的发展现状及应用[J]. 钟如涛,王玉涛,黄治军. 激光杂志. 2011(02)
[6]利用PPKTP晶体倍频产生397.5nm激光的实验研究[J]. 李嘉华,郑海燕,张玲,李淑静,王海. 量子光学学报. 2011(01)
[7]全正色散耗散孤子掺镱光纤激光器[J]. 张祖兴,戴国星. 光学学报. 2011(02)
[8]掺镱包层光纤激光器的全光纤调Q技术[J]. 宁继平,张伟毅,尚连聚,范国芳,韩群,周雷. 中国激光. 2008(04)
[9]主动锁模飞秒光纤激光器[J]. 宋方,徐文成,申民常,刘颂豪,王可,杨淑雯. 中国激光. 2008(03)
[10]非线性放大环形镜“8”字腔光纤激光器实验研究[J]. 张伟,陈国夫,赵卫,王屹山,李喆,侯洵. 光子学报. 2006(12)
博士论文
[1]高性能锁模光纤激光器研究[D]. 赵德双.电子科技大学 2005
本文编号：3112492
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3112492.html
