被动锁模无波分裂光纤激光器的研究
发布时间：2021-11-10 03:44
超短脉冲光纤激光器在工业和基础研究方面有诸多应用,如光通信、光纤传感、激光手术、激光精密加工、激光放大器种子源、核聚变,光与材料相互作用,光频梳等。光纤激光器展现出结构简单,集成紧凑、散热效率高、成本低等独特优越性,使其在激光器领域中脱颖而出。因此,光纤激光器的发展一直备受关注,成为激光器领域迄今为止充满创新和机遇的发展方向。然而,传统孤子光纤激光器输出的孤子脉冲能量一般小于0.1 nJ,当脉冲能量较大时会发生波分裂。通过锁模光纤激光器输出无波分裂的高能量脉冲,是光纤激光器发展领域的关键性问题,其在当前及未来超短脉冲激光方面有着重要的研究意义和应用价值。在正色散区域的自相似抛物脉冲,有着抛物线型轮廓和较大的线性啁啾,能在高脉冲能量状态下维持其形状,抵御波分裂。与传统脉冲孤子有着不同形成机理的耗散孤子脉冲也是一种新的具有高脉冲能量的无波分裂脉冲,是光纤激光器领域的热点关注对象。本文提出了一种中红外自相似抛物脉冲光纤激光器且进行了数值模拟,对脉冲在腔内的演化及形成机制进行了研究。实验上首次基于新型二维材料铋烯在被动锁模光纤激光器中实现了耗散孤子的输出。文章中主要对这两种无波分裂被动锁模光纤...
【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】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主动锁模光纤激光器结构示意图
典型的基于ＮＡＬＭ的掺铒被动锁模光纤激光器，两侧各有一个光纤环，中间??由一个３ｄＢ耦合器连接两侧的光纤环，整个激光器的形状类似于数字“８”的形状，??通常也可以叫作“８”字型光纤激光器，其为全光纤结构。其腔型结构如图１．３所示??［５６１，一个３?ｄＢ?（５０／５０）光纤耦合器（０Ｃ）用于连接右侧的非线性放大环镜和左侧??的一个单向环（ＵＲ：?ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｒｉｎｇ）。用于强制腔内激光单向运行的偏振无关??４??
?体。接下来，我们利用一个简化的等效ＮＰＲ锁模的模型，对通过非线性旋转效应??实现超短脉冲输出的原理进行描述。如图１．６所示，简化的ＮＰＲ锁模的模型由起??偏器，ＰＣ，光纤，检偏器构成。??．ｍｒｎｍｍｍ?｜｜＿｜??起偏器偏振控制器光纤?检偏器??图１．６：?ＮＰＲ锁模原理等效示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６：?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＮＰＲ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ??入射光首先通过起偏器，变为线偏光，再通过ｐｃ产生附加相位，成为椭圆偏??振光，最后进入光纤中传播。由与光纤的双折射效应（下文中将会详细介绍），??椭圆偏振光在光纤上可分解成快慢轴上的两个正交偏振分量。光纤中的非线性效??应即自相位调制（ＳＰＭ：?ｓｅｌｆ－ｐｈａｓｅ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）和交叉相位调制（ＸＰＭ：?ｃｒｏｓｓ－ｐｈａｓｅ??ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）会导致这两个偏振分量经过光纤之后会积累不同的非线性相移。光在??光纤中经受的非线性效应与光场强度有关，脉冲不同强度部分在光纤中受到的非??线性相移不同，其峰值和前后沿部分在光纤内演化之后偏振态会不同，即发生非??线性偏振旋转。最后，当脉冲经过检偏器时，脉冲不同部分的损耗也会不一样。??我们可以适当的调节ＰＣ，让此时脉冲高强度信号部分通过检偏器时的损耗最小，??同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]耗散孤子光纤激光器的研究进展和应用[J]. 刘雪明,毛东,王擂然. 科学通报. 2012(32)
[3]飞秒脉冲初始脉宽和啁啾对其自相似演化及压缩的影响[J]. 涂成厚,雷霆,朱辉,李勇男,郭文刚,魏岱,吕福云. 光子学报. 2008(10)
[4]自相似抛物脉冲光纤放大器中超短脉冲的演化特性[J]. 涂成厚,雷霆,朱辉,李勇男,郭文刚,魏岱,吕福云. 光子学报. 2008(05)
[5]高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟[J]. 雷霆,涂成厚,李恩邦,李勇男,郭文刚,魏岱,朱辉,吕福云. 物理学报. 2007(05)
[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]新型主动锁模光纤激光器的研究与应用[D]. 王瑞鑫.北京邮电大学 2015
[2]新型锁模光纤激光器及其动力学特性研究[D]. 夏汉定.电子科技大学 2015
[3]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王擂然.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2012
硕士论文
[1]氧化石墨烯被动锁模全正常色散掺镱光纤激光器的研究[D]. 黄诗盛.深圳大学 2015
[2]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王雷.江西师范大学 2015
[3]耗散孤子光纤激光器的特性研究[D]. 薛畅.电子科技大学 2015
[4]碳纳米管锁模光纤激光器中束缚态脉冲的实验与理论研究[D]. 郭晶.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[5]非线性偏振旋转锁模光纤激光器的研究[D]. 高月.北京交通大学 2015
[6]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
[7]非线性偏振旋转锁模光纤激光器的研究[D]. 雷霆.南开大学 2009
[8]掺Yb3+被动锁模光纤激光器研究[D]. 周晓芳.天津大学 2007
本文编号：3486508
【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】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
主动锁模光纤激光器结构示意图
典型的基于ＮＡＬＭ的掺铒被动锁模光纤激光器，两侧各有一个光纤环，中间??由一个３ｄＢ耦合器连接两侧的光纤环，整个激光器的形状类似于数字“８”的形状，??通常也可以叫作“８”字型光纤激光器，其为全光纤结构。其腔型结构如图１．３所示??［５６１，一个３?ｄＢ?（５０／５０）光纤耦合器（０Ｃ）用于连接右侧的非线性放大环镜和左侧??的一个单向环（ＵＲ：?ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ｒｉｎｇ）。用于强制腔内激光单向运行的偏振无关??４??
?体。接下来，我们利用一个简化的等效ＮＰＲ锁模的模型，对通过非线性旋转效应??实现超短脉冲输出的原理进行描述。如图１．６所示，简化的ＮＰＲ锁模的模型由起??偏器，ＰＣ，光纤，检偏器构成。??．ｍｒｎｍｍｍ?｜｜＿｜??起偏器偏振控制器光纤?检偏器??图１．６：?ＮＰＲ锁模原理等效示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．６：?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ＮＰＲ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ??入射光首先通过起偏器，变为线偏光，再通过ｐｃ产生附加相位，成为椭圆偏??振光，最后进入光纤中传播。由与光纤的双折射效应（下文中将会详细介绍），??椭圆偏振光在光纤上可分解成快慢轴上的两个正交偏振分量。光纤中的非线性效??应即自相位调制（ＳＰＭ：?ｓｅｌｆ－ｐｈａｓｅ?ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）和交叉相位调制（ＸＰＭ：?ｃｒｏｓｓ－ｐｈａｓｅ??ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）会导致这两个偏振分量经过光纤之后会积累不同的非线性相移。光在??光纤中经受的非线性效应与光场强度有关，脉冲不同强度部分在光纤中受到的非??线性相移不同，其峰值和前后沿部分在光纤内演化之后偏振态会不同，即发生非??线性偏振旋转。最后，当脉冲经过检偏器时，脉冲不同部分的损耗也会不一样。??我们可以适当的调节ＰＣ，让此时脉冲高强度信号部分通过检偏器时的损耗最小，??同时
【参考文献】：
期刊论文
[1]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)
[2]耗散孤子光纤激光器的研究进展和应用[J]. 刘雪明,毛东,王擂然. 科学通报. 2012(32)
[3]飞秒脉冲初始脉宽和啁啾对其自相似演化及压缩的影响[J]. 涂成厚,雷霆,朱辉,李勇男,郭文刚,魏岱,吕福云. 光子学报. 2008(10)
[4]自相似抛物脉冲光纤放大器中超短脉冲的演化特性[J]. 涂成厚,雷霆,朱辉,李勇男,郭文刚,魏岱,吕福云. 光子学报. 2008(05)
[5]高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟[J]. 雷霆,涂成厚,李恩邦,李勇男,郭文刚,魏岱,朱辉,吕福云. 物理学报. 2007(05)
[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]新型主动锁模光纤激光器的研究与应用[D]. 王瑞鑫.北京邮电大学 2015
[2]新型锁模光纤激光器及其动力学特性研究[D]. 夏汉定.电子科技大学 2015
[3]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王擂然.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2012
硕士论文
[1]氧化石墨烯被动锁模全正常色散掺镱光纤激光器的研究[D]. 黄诗盛.深圳大学 2015
[2]耗散孤子光纤激光器的研究[D]. 王雷.江西师范大学 2015
[3]耗散孤子光纤激光器的特性研究[D]. 薛畅.电子科技大学 2015
[4]碳纳米管锁模光纤激光器中束缚态脉冲的实验与理论研究[D]. 郭晶.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[5]非线性偏振旋转锁模光纤激光器的研究[D]. 高月.北京交通大学 2015
[6]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
[7]非线性偏振旋转锁模光纤激光器的研究[D]. 雷霆.南开大学 2009
[8]掺Yb3+被动锁模光纤激光器研究[D]. 周晓芳.天津大学 2007
本文编号：3486508
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