被动锁模掺镱光纤激光器及波长调谐特性研究
发布时间：2022-12-22 20:09
超短脉冲激光器具有输出脉冲宽度窄、峰值功率高、光谱谱线宽的特点,是一类拥有重要研究意义及应用价值的激光器,在可控核聚变、非线性频率变换、超分辨光谱学、新材料、生物医学等领域都具有深远的影响力。超短脉冲掺镱光纤激光器相较于其他激光器,具有热负荷低、量子转换效率高、输出光谱宽、结构紧凑、成本低廉等优点,因此对该类激光器的研究成为了激光领域重要的研究方向之一。近年来,随着低维纳米材料制备技术的快速发展,很多低维纳米材料被发现具有良好的可饱和吸收特性、低廉的成本和非常宽的光谱响应范围等优点。由此,基于低维纳米材料的锁模光纤激光器开始被研究人员广泛关注并进行深入研究,如何实现更窄的脉冲也成为了重要研究目标之一。另一方面,基于低维纳米材料的波长可调谐超短脉冲激光器也是研究的热点之一,该类激光器被广泛的用于生物医疗探测以及波分复用通讯技术领域的研究。本论文中主要利用单壁碳纳米管和非线性偏振旋转技术对超短脉冲掺镱光纤激光及波长调谐特性进行了研究。首先,利用实验室制备的单壁碳纳米管可饱和吸收体搭建了皮秒级超短脉冲掺镱光纤激光器,展开了对单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器实现飞秒脉冲输出的研究。为了实现更窄的...
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超短脉冲激光器的研究背景及现状
1.2.1 基于纳米材料锁模光纤激光器的研究现状
1.2.2 基于非线性偏振演化技术锁模光纤激光器的研究现状
1.3 锁模光纤激光器的分类与脉冲形成的机制
1.3.1 光纤激光器中实现锁模的机制
1.3.2 锁模光纤激光器中脉冲形成的机制
1.4 掺镱光纤激光器的特点
1.5 本论文的研究目的以及内容安排
第二章 超短脉冲在光纤中传输的基本理论
2.1 光纤中脉冲的传输特性
2.1.1 光纤中的色散效应
2.1.2 光纤中的非线性效应
2.2 光纤中脉冲的传输方程
2.3 数值模拟方法
2.4 掺镱锁模光纤激光器的数值模拟
2.5 本章小结
第三章 单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.1 碳纳米管作为可饱和吸收体的研究进展
3.2 单壁碳纳米管可饱和吸收体的制备以及性能表征
3.3 皮秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验结果与讨论
3.4 飞秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.4.1 光纤激光器中常用的色散补偿技术
3.4.2 实验装置
3.4.3 实验结果与讨论
3.5 本章小结
第四章 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究
4.1 常用的波长调谐技术
4.2 反射式光栅波长调谐技术
4.3 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 新型非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的研究
5.1 新型非线性偏振演化锁模技术的理论分析
5.2 传统非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的实验研究
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验结果与讨论
5.3 新型非线性偏振演化锁模光纤激光器的实验研究
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 本论文的创新点
6.3 存在的问题和后续工作计划
参考文献
攻读博士学位期间取得的科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管的相关报告[J]. 朱怡璇,姜晨曦,张虹桥. 科技经济导刊. 2018(16)
[2]All-in-fiber amplification and compression of coherent frequency-shifted solitons tunable in the 1800–2000 nm range[J]. GRZEGORZ SOBON,TADEUSZ MARTYNKIEN,DOROTA TOMASZEWSKA,KAROL TARNOWSKI,PAWE? MERGO,JAROS?AW SOTOR. Photonics Research. 2018(05)
[3]Optical properties and applications for MoS2-Sb2Te3-MoS2 heterostructure materials[J]. WENJUN LIU,YA-NAN ZHU,MENGLI LIU,BO WEN,SHAOBO FANG,HAO TENG,MING LEI,LI-MIN LIU,ZHIYI WEI. Photonics Research. 2018(03)
[4]Tunable passively Q-switched ytterbium-doped fiber laser with mechanically exfoliated GaSe saturable absorber[J]. H.Ahmad,S.N.Aidit,S.I.Ooi,Z.C.Tiu. Chinese Optics Letters. 2018(02)
[5]All fiber tunable- or dual-wavelength Yb-doped fiber laser covering from dissipative soliton to dissipative soliton resonance[J]. 王兆坤,杜松涛,王建华,邹峰,王子薇,吴闻迪,周军. Chinese Optics Letters. 2016(04)
[6]Graphene oxide paper as a saturable absorber for Er- and Tm-doped fiber lasers[J]. Jakub Boguslawski,Jaroslaw Sotor,Grzegorz Sobon,Rafal Kozinski,Krzysztof Librant,Magdalena Aksienionek,Ludwika Lipinska,Krzysztof M.Abramski. Photonics Research. 2015(04)
[7]Nonlinear optical absorption of few-layer molybdenum diselenide （MoSe2） for passively mode-locked soliton fiber laser [Invited][J]. Zhengqian Luo,Yingyue Li,Min Zhong,Yizhong Huang,Xiaojiao Wan,Jian Peng,Jian Weng. Photonics Research. 2015(03)
[8]Soliton mode-locked fiber laser based on topological insulator Bi2Te3 nanosheets at 2 μm[J]. Ke Yin,Bin Zhang,Lei Li,Tian Jiang,Xuanfeng Zhou,Jing Hou. Photonics Research. 2015(03)
[9]光栅对压缩器在刻线不平行时的色散研究[J]. 刘文兵,冯国英,朱启华,王逍. 激光技术. 2006(03)
[10]基于薄膜干涉滤光片的线性调谐滤光器[J]. 曹昌胜,罗斌,潘炜,贾习坤. 中国激光. 2005(08)
本文编号：3723961
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超短脉冲激光器的研究背景及现状
1.2.1 基于纳米材料锁模光纤激光器的研究现状
1.2.2 基于非线性偏振演化技术锁模光纤激光器的研究现状
1.3 锁模光纤激光器的分类与脉冲形成的机制
1.3.1 光纤激光器中实现锁模的机制
1.3.2 锁模光纤激光器中脉冲形成的机制
1.4 掺镱光纤激光器的特点
1.5 本论文的研究目的以及内容安排
第二章 超短脉冲在光纤中传输的基本理论
2.1 光纤中脉冲的传输特性
2.1.1 光纤中的色散效应
2.1.2 光纤中的非线性效应
2.2 光纤中脉冲的传输方程
2.3 数值模拟方法
2.4 掺镱锁模光纤激光器的数值模拟
2.5 本章小结
第三章 单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.1 碳纳米管作为可饱和吸收体的研究进展
3.2 单壁碳纳米管可饱和吸收体的制备以及性能表征
3.3 皮秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.3.1 实验装置
3.3.2 实验结果与讨论
3.4 飞秒单壁碳纳米管掺镱锁模光纤激光器的实验研究
3.4.1 光纤激光器中常用的色散补偿技术
3.4.2 实验装置
3.4.3 实验结果与讨论
3.5 本章小结
第四章 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究
4.1 常用的波长调谐技术
4.2 反射式光栅波长调谐技术
4.3 波长可调谐掺镱锁模光纤激光器的实验研究
4.3.1 实验装置
4.3.2 实验结果与讨论
4.4 本章小结
第五章 新型非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的研究
5.1 新型非线性偏振演化锁模技术的理论分析
5.2 传统非线性偏振演化掺镱锁模光纤激光器的实验研究
5.2.1 实验装置
5.2.2 实验结果与讨论
5.3 新型非线性偏振演化锁模光纤激光器的实验研究
5.3.1 实验装置
5.3.2 实验结果与讨论
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 研究工作总结
6.2 本论文的创新点
6.3 存在的问题和后续工作计划
参考文献
攻读博士学位期间取得的科研成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管的相关报告[J]. 朱怡璇,姜晨曦,张虹桥. 科技经济导刊. 2018(16)
[2]All-in-fiber amplification and compression of coherent frequency-shifted solitons tunable in the 1800–2000 nm range[J]. GRZEGORZ SOBON,TADEUSZ MARTYNKIEN,DOROTA TOMASZEWSKA,KAROL TARNOWSKI,PAWE? MERGO,JAROS?AW SOTOR. Photonics Research. 2018(05)
[3]Optical properties and applications for MoS2-Sb2Te3-MoS2 heterostructure materials[J]. WENJUN LIU,YA-NAN ZHU,MENGLI LIU,BO WEN,SHAOBO FANG,HAO TENG,MING LEI,LI-MIN LIU,ZHIYI WEI. Photonics Research. 2018(03)
[4]Tunable passively Q-switched ytterbium-doped fiber laser with mechanically exfoliated GaSe saturable absorber[J]. H.Ahmad,S.N.Aidit,S.I.Ooi,Z.C.Tiu. Chinese Optics Letters. 2018(02)
[5]All fiber tunable- or dual-wavelength Yb-doped fiber laser covering from dissipative soliton to dissipative soliton resonance[J]. 王兆坤,杜松涛,王建华,邹峰,王子薇,吴闻迪,周军. Chinese Optics Letters. 2016(04)
[6]Graphene oxide paper as a saturable absorber for Er- and Tm-doped fiber lasers[J]. Jakub Boguslawski,Jaroslaw Sotor,Grzegorz Sobon,Rafal Kozinski,Krzysztof Librant,Magdalena Aksienionek,Ludwika Lipinska,Krzysztof M.Abramski. Photonics Research. 2015(04)
[7]Nonlinear optical absorption of few-layer molybdenum diselenide （MoSe2） for passively mode-locked soliton fiber laser [Invited][J]. Zhengqian Luo,Yingyue Li,Min Zhong,Yizhong Huang,Xiaojiao Wan,Jian Peng,Jian Weng. Photonics Research. 2015(03)
[8]Soliton mode-locked fiber laser based on topological insulator Bi2Te3 nanosheets at 2 μm[J]. Ke Yin,Bin Zhang,Lei Li,Tian Jiang,Xuanfeng Zhou,Jing Hou. Photonics Research. 2015(03)
[9]光栅对压缩器在刻线不平行时的色散研究[J]. 刘文兵,冯国英,朱启华,王逍. 激光技术. 2006(03)
[10]基于薄膜干涉滤光片的线性调谐滤光器[J]. 曹昌胜,罗斌,潘炜,贾习坤. 中国激光. 2005(08)
本文编号：3723961
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