基横模被动锁模2微米光纤激光器
发布时间：2022-01-22 09:12
2 μm锁模光纤激光器在医疗、材料加工、雷达和遥感等领域具有广泛的应用,同时在光参量振荡产生、拉曼自频移和超连续谱产生等方面也具有重要的科研价值和极好的发展前景。然而,目前2 μm波段的锁模技术相比于成熟的近红外波段相对滞后,存在诸多问题,例如激光调制器件的不成熟和低效率、脉冲稳定性较差、单脉冲能量受限、光纤内非线性效应较强、热效应严重等。因此,基于2 μm波段开展锁模光纤激光器的研究具有重要的科学意义和应用价值。本文分别从新型可饱和吸收体和大纤芯的多模增益介质两个方面出发,对2 μm掺铥被动锁模光纤激光器进行研究,旨在获得具有高脉冲能量、良好稳定性和高光束质量特性的2 μm锁模脉冲。首先,基于掺铥单模光纤开展了 PbS纳米颗粒可饱和吸收体调制的2 μm锁模光纤激光器的研究。制备了 PbS纳米颗粒可饱和吸收体,并对可饱和吸收体的形貌和光学特性进行表征,结果表明PbS纳米颗粒具有宽带吸收特性、高损伤阈值、低饱和强度等优点。将PbS纳米颗粒可饱和吸收体接入环形腔进行非线性调制,成功地获得了稳定的锁模脉冲输出,锁模脉冲的平均功率为115.6mW、脉冲宽度为4.24 ps、脉冲能量为7.3 n...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１水分子对不同波段光的吸收曲线ｔｓ
脉??冲能董最终受到孤子面积理论的限制［２７］。为了提高锁模激光器的输出性能，研究工??作者乘期间也提出了不＿的色散管理机制。．德＿汉诺威激光中心的Ｍ．?Ｅｎｇｅｌｂｒｅｃｈｔ．团??队在２００８年提出了＾种基于非线性偏振旋转的色散管理光纤激光器［２８］。逋过内部??色散补偿实现了?１．２?ｐｓ的脉冲宽度和４．３?ｎＪ的脉冲能置＾激光输出后采用外部调节??光栅对进行色散补偿再将脉宽压缩到２９４?ｆｓ，当时４．３?ｎＪ脉冲能量相比于之前的??报道提升了两个数量级。色散管理实验的结构图如图１－３所示。????ｇｒａｔｉｎｇ?／〇??Ｓ．－??＜ｘ?＼?ｓｔｒｅｔｃｈｅｒ??ＤＣｆ＾－％?＼??ｐａｓｓｉｖｅ?ｆｉｂｅｉｒ＾?＝?＝?ｑｗｐ?ＴＦＰ?ＦＲ??／／ｒａｏｌｅｄ＼＇?＾￣￣??ＩＩＩ?ＴＤＦ?）））?ＨＷＰ?／?ＨＷＰ?ｇｒａｔｉｎｇ??，?Ｐａｓｓｉｖｅ?ｆｌ＾ｒ?ｆｊ?Ｉ］?Ｂ?？??ｏｕｔｐｕｔ??ＱＷＰ?ＴＦＰ??图１－３色散管理的铥锁模光纤激光器装置图［２８］。ＤＣ：二向色镜（１９８０?ｎｍ高反射／?７９３?ｎｍ??抗反射）；ＴＦＰ：薄膜型偏振片；ＦＲ：法拉第旋转器；ＨＷＰ／ＱＷＰ：半／四分之一玻片；ＴＤＦ：铥摻??杂光纤。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｍａｎａｇｅｄ?ｔｈｕｌｉｕｍ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ［２８］．?ＤＣ：?ｄｉｃｈｒｏｉｃ??ｍｉｒｒｏｒ：?ｈｉｇｈ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ａｔ?１９８０?ｎｍ／?ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ａｔ?７９３?ｎｍ；?ＴＦＰ：?ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍ?ｐｏｌａｒｉｚｅｒ；?ＦＲ：?ｆａｒ
?脅岛科技大学研究生学位论文???对输出激光进行色散补偿来进行脉冲压缩，实现了?１３０?ｆｓ的脉冲宽度，其色散管理??的装置图如图１－４所示。??；?ＢＲＰ?！??Ｌｙｏｔ?■?Ｘ?＼?；??？ｔｅｒ?：?＞?：??Ｌ?＿?Ｊ?；?Ｏｕｔｐｕｔ??ＳＭＦ声］…｜｜…普…４｜｜—南??５：?！＿ｙ?Ｊ?ＰＢｓＪｉ?｜??＾ＵＨＮＡ７?＼?Ｗａｖｅｐｌａｔｅｓ＾??ＳＭＦ２８ｃ?ｗ?Ｔｍ?ｆｉｂｅｒ??、Ｘ?ｘ?—?＼?Ｘ?＞＾ＳＭＦ２８ｅ??／＜?ＷＤＭ??ｐｕｍｐ??图１－４耗散孤子铥锁模光纤激光器装置图Ｗ。ＢＲＰ：双折射片；ＩＦ：干渉滤光片；ＰＢＳ：偏??振光束分光器；ＩＳＯ：隔离器；ＷＤＭ：波分复用器。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅ?ｓｏｌｉｔｏｎ?ｔｈｕｌｉｕｍ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ［２９］．?ＢＲＰ：?ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ??ｐｌａｔｅ；?ＩＦ：?ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｆｉｌｔｅｒ；?ＰＢＳ：?ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ?ｂｅａｍ?ｓｐｌｉｔｔｅｒ；?ＩＳＯ：?ｉｓｏｌａｔｏｒ；?ＷＤＭ：?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ??ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ．??通过采用色散管理的方式可以将传统的２叫ｉ孤子转化为呼吸型（色散管理）孤??子或耗散孤子来突破峰值功率钳制效应从而实现高能量的脉冲输出，然而以上锁模??过程的实现都是采用单模光纤为增益介质，本质上都是通过非线性效应和材料色散??的平衡来保持孤子稳定，怛最终脉冲能量受限于高功率密度导致的高非线性效应（积??累的过度非线性相移）。最近几年，，科研工作者提出增大光纤模场面积来有效
本文编号：3601928
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１水分子对不同波段光的吸收曲线ｔｓ
脉??冲能董最终受到孤子面积理论的限制［２７］。为了提高锁模激光器的输出性能，研究工??作者乘期间也提出了不＿的色散管理机制。．德＿汉诺威激光中心的Ｍ．?Ｅｎｇｅｌｂｒｅｃｈｔ．团??队在２００８年提出了＾种基于非线性偏振旋转的色散管理光纤激光器［２８］。逋过内部??色散补偿实现了?１．２?ｐｓ的脉冲宽度和４．３?ｎＪ的脉冲能置＾激光输出后采用外部调节??光栅对进行色散补偿再将脉宽压缩到２９４?ｆｓ，当时４．３?ｎＪ脉冲能量相比于之前的??报道提升了两个数量级。色散管理实验的结构图如图１－３所示。????ｇｒａｔｉｎｇ?／〇??Ｓ．－??＜ｘ?＼?ｓｔｒｅｔｃｈｅｒ??ＤＣｆ＾－％?＼??ｐａｓｓｉｖｅ?ｆｉｂｅｉｒ＾?＝?＝?ｑｗｐ?ＴＦＰ?ＦＲ??／／ｒａｏｌｅｄ＼＇?＾￣￣??ＩＩＩ?ＴＤＦ?）））?ＨＷＰ?／?ＨＷＰ?ｇｒａｔｉｎｇ??，?Ｐａｓｓｉｖｅ?ｆｌ＾ｒ?ｆｊ?Ｉ］?Ｂ?？??ｏｕｔｐｕｔ??ＱＷＰ?ＴＦＰ??图１－３色散管理的铥锁模光纤激光器装置图［２８］。ＤＣ：二向色镜（１９８０?ｎｍ高反射／?７９３?ｎｍ??抗反射）；ＴＦＰ：薄膜型偏振片；ＦＲ：法拉第旋转器；ＨＷＰ／ＱＷＰ：半／四分之一玻片；ＴＤＦ：铥摻??杂光纤。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ－ｍａｎａｇｅｄ?ｔｈｕｌｉｕｍ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ［２８］．?ＤＣ：?ｄｉｃｈｒｏｉｃ??ｍｉｒｒｏｒ：?ｈｉｇｈ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ａｔ?１９８０?ｎｍ／?ａｎｔｉ－ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ?ａｔ?７９３?ｎｍ；?ＴＦＰ：?ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍ?ｐｏｌａｒｉｚｅｒ；?ＦＲ：?ｆａｒ
?脅岛科技大学研究生学位论文???对输出激光进行色散补偿来进行脉冲压缩，实现了?１３０?ｆｓ的脉冲宽度，其色散管理??的装置图如图１－４所示。??；?ＢＲＰ?！??Ｌｙｏｔ?■?Ｘ?＼?；??？ｔｅｒ?：?＞?：??Ｌ?＿?Ｊ?；?Ｏｕｔｐｕｔ??ＳＭＦ声］…｜｜…普…４｜｜—南??５：?！＿ｙ?Ｊ?ＰＢｓＪｉ?｜??＾ＵＨＮＡ７?＼?Ｗａｖｅｐｌａｔｅｓ＾??ＳＭＦ２８ｃ?ｗ?Ｔｍ?ｆｉｂｅｒ??、Ｘ?ｘ?—?＼?Ｘ?＞＾ＳＭＦ２８ｅ??／＜?ＷＤＭ??ｐｕｍｐ??图１－４耗散孤子铥锁模光纤激光器装置图Ｗ。ＢＲＰ：双折射片；ＩＦ：干渉滤光片；ＰＢＳ：偏??振光束分光器；ＩＳＯ：隔离器；ＷＤＭ：波分复用器。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｓｅｔｕｐ?ｏｆ?ｄｉｓｓｉｐａｔｉｖｅ?ｓｏｌｉｔｏｎ?ｔｈｕｌｉｕｍ?ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ｌａｓｅｒ［２９］．?ＢＲＰ：?ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ??ｐｌａｔｅ；?ＩＦ：?ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｆｉｌｔｅｒ；?ＰＢＳ：?ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ?ｂｅａｍ?ｓｐｌｉｔｔｅｒ；?ＩＳＯ：?ｉｓｏｌａｔｏｒ；?ＷＤＭ：?ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ－ｄｉｖｉｓｉｏｎ??ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ．??通过采用色散管理的方式可以将传统的２叫ｉ孤子转化为呼吸型（色散管理）孤??子或耗散孤子来突破峰值功率钳制效应从而实现高能量的脉冲输出，然而以上锁模??过程的实现都是采用单模光纤为增益介质，本质上都是通过非线性效应和材料色散??的平衡来保持孤子稳定，怛最终脉冲能量受限于高功率密度导致的高非线性效应（积??累的过度非线性相移）。最近几年，，科研工作者提出增大光纤模场面积来有效
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