高功率掺Tm 3+ 自相似脉冲激光器的仿真优化设计

发布时间：2021-12-23 12:39

　　利用非线性薛定谔方程（NLSE）为2μm掺Tm³⁺自相似脉冲激光器建立了一种新的数值模型。模型中,用NLSE描述脉冲在激光器中的产生和传播,利用MATLAB软件模拟了脉冲在激光腔内的演化特性,优化了腔内净色散、增益系数和可饱和吸收体等参数,得到了典型的2μm自相似脉冲的产生区域和特点。在最佳运行范围内,通过仿真得到了能量为7.87 nJ、脉宽为30.58 ps的具有严格正啁啾的高功率抛物线型脉冲。同时,分析了腔内净色散、增益系数和可饱和吸收体等参数对自相似脉冲产生的影响,并模拟了光栅器件进行色散补偿,使输出脉宽达到547 fs,脉冲峰值功率达到20.85 kW。本文为获得高功率自相似脉冲提供了指导性意见。 

【文章来源】：发光学报. 2020,41(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

掺Tm3+自相似锁模激光器结构示意图

表1 激光器的参数表Tab.1 Laser parameters 光纤类型 二阶色散系数β2/(ps2·km-1) 非线性系数γ/(W-1·km-1) 光纤长度L/m 增益系数g0 增益光纤 -73 2.155 1 0.2 40 单模光纤 -71 1.1 0.58 0 UHNA7 +90 3.512 8 1.4 03.1 典型的2 μm自相似脉冲特征

图4(a)为Δβ2=0.033 ps2时,激光器输出时域自相似脉冲与对应的啁啾曲线图。从图中可以看出,激光器输出脉冲峰值功率为257.5 W,脉冲半高全宽为30.58 ps,对应的脉冲能量约为7.87 nJ,并且伴随着严格的线性正啁啾。这是由于腔内总体色散呈现正色散导致的,这一现象对后续进行脉冲压缩有很大的优势。图4(b)图4 (a)输出脉冲时域图;(b)频域脉冲曲线图。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]Analytical self-similar solutions of the Ginzburg-Landau equation with three-order dispersion effect[J]. 冯杰,徐文成,刘伟慈,刘颂豪.  Chinese Optics Letters. 2010(01)
[4]非线性偏振旋转锁模自相似脉冲光纤激光器的研究[J]. 邓一鑫,涂成厚,吕福云.  物理学报. 2009(05)

博士论文
[1]基于被动锁模光纤激光器的自相似脉冲产生与传输理论研究[D]. 王大帅.吉林大学 2016



本文编号：3548495