无序光纤结构中激光脉冲的产生及优化

发布时间：2023-10-08 20:17

　　作为一种一维横向无序结构,随机分布布拉格光栅阵列是研究低维无序系统的良好平台。基于无序结构的光纤随机激光,其中的模式竞争和光子局域化效应值得探讨。在此基础上搭建的随机激光器的输出特性,特别是脉冲输出及模式调控是当下亟需研究的方向。在上述背景下,本文研究了基于无序结构的随机光纤激光器,采用可饱和吸收效应解决了输出模式的不稳定问题,实现了激光的脉冲型输出,并创新地提出了两种调控手段来调节输出模式,为调控随机激光器模式输出提供了灵活的方法,在光学成像、信息编码、光通信、传感等方面有着潜在的应用市场。主要工作如下:首先,利用耦合模理论和传输矩阵法对随机分布布拉格光栅阵列进行数值分析;通过求解非线性薛定谔方程得到光纤中脉冲传输特性,建立环形光纤激光器数值模型;在数值模型中加入无序时间窗口,并探讨引入不同无序度对脉冲传输特性的影响。理论分析结果说明了随机分布布拉格光栅阵列中存在的模式竞争和光子局域化效应,其仿真结果与后续实验结果吻合。其次,搭建基于无序结构的环形随机光纤激光器实验平台,得到了无序输出信号,验证了仿真结果。在环形腔内引入可饱和吸收体,利用可饱和吸收效应稳定了腔内谐振模式,实现了重复频...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 随机激光的国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要工作
    1.4 本论文的结构安排
第二章 基于无序光纤结构的随机光纤激光器原理
    2.1 激光产生原理
        2.1.1 光与物质相互作用
        2.1.2 激光产生条件
    2.2 光纤激光器工作原理
    2.3 随机光纤激光器工作原理
    2.4 脉冲锁模技术原理
        2.4.1 锁模原理及技术实现
        2.4.2 调Q原理及技术实现
    2.5 本章小结
第三章 环形随机光纤激光器的数值分析
    3.1 布拉格光栅阵列
        3.1.1 光纤光栅耦合模理论
        3.1.2 传输矩阵法
    3.2 光纤中脉冲传输数值模拟
    3.3 引入无序结构对传输特性的影响
    3.4 本章小结
第四章 环形随机光纤激光器的实验分析
    4.1 环形腔随机光纤激光器
        4.1.1 实验装置
        4.1.2 输出信号分析
    4.2 随机光纤锁模激光器
        4.2.1 半导体可饱和吸收镜简介
        4.2.2 输出特性
    4.3 模式调控
        4.3.1 非线性偏振旋转效应进行调控
        4.3.2 光照调控
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3852717