1.5μm全光纤短脉冲激光性能研究

发布时间：2023-03-01 18:01

　　随着大容量高速光纤通信时分复用和波分复用技术的发展,光通讯1.5 μm波段短脉冲激光器受到人们的极大关注。相比于其它类型激光器,光纤激光器具有耦合效率高、光束质量好、结构简单、易于操作等诸多特点。此外,近年来二维纳米材料以成本低,损耗小,制备简单、非线性系数大及吸收范围宽等优异的光调制特性使其在脉冲激光领域得到广泛的应用。本论文结合被动调制技术、以掺铒光纤激光器为研究对象,探索光纤1.5 μm短脉冲激光输出特性。通过腔内参数设计及饱和吸收材料的选择,深入分析不同输出脉冲类型的特点及性质。具体内容如下:1、利用二维黑磷材料实现高功率调Q光纤激光输出。提出通过有机材料(聚乙烯醇PVA)与黑磷(BP)的有效复合,避免黑磷与空气中水分的接触,解决了黑磷易氧化不稳定的问题。实验测量了 BP-PVA薄膜饱和吸收体的调制深度和饱和强度分别为8.3%和7.9MW/cm2。将制备的BP-PVA薄膜通过法兰盘放置在腔内,成功实现高功率、高稳定调Q光纤激光运转,最大输出功率为12.03 mW。随着泵浦功率从200增加到400mW,重复频率从64.51增加到82.64kHz,而对应的脉宽从3.39降低到1.3...

【文章页数】：133 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 短脉冲光纤激光器发展概况
    1.3 光纤中的色散和非线性效应
        1.3.1 光纤中的色散
        1.3.2 光纤的非线性
    1.4 脉冲在光纤中的传输
        1.4.1 传播方程
        1.4.2 分步傅里叶法数值求解传播方程
    1.5 光纤输出脉冲类型简介
        1.5.1 展宽脉冲
        1.5.2 自相似脉冲
        1.5.3 耗散孤子
        1.5.4 传统光孤子
    1.6 本论文的主要研究工作
    参考文献
第二章 基于黑磷调制的高功率调Q光纤激光器
    2.1 引言
    2.2 黑磷的基本特征
        2.2.1 二维黑磷材料的制备及转移方法
        2.2.2 黑磷材料的能带结构
        2.2.3 黑磷材料在1.5μm波段调Q激光器中的应用
        2.2.4 黑磷与聚乙烯醇复合薄膜的基本表征
    2.3 光纤调Q实验装置
    2.4 实验结果及分析
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 基于黑磷饱和吸收体的多波长超快光纤激光器
    3.1 引言
    3.2 多波长光纤脉冲激光器
    3.3 黑磷饱和吸收体的特征
    3.4 多波长激光器实验
        3.4.1 实验装置
        3.4.2 实验结果及分析
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 基于二硫化铼调制的明暗脉冲对锁模光纤激光器
    4.1 引言
    4.2 暗脉冲及明暗脉冲对
    4.3 二硫化铼基本特征
        4.3.1 制备及转移
        4.3.2 基本表征与光学特性
    4.4 明暗脉冲对锁模实验
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 基于非线性偏振旋转锁模技术的传统孤子飞秒锁模光纤激光器
    5.1 引言
    5.2 非线性偏振旋转锁模技术发展状况
    5.3 非线性偏振旋转锁模
        5.3.1 非线性偏振旋转锁模原理介绍
        5.3.2 偏振旋转锁模理论分析
    5.4 传统孤子锁模实验
    5.5 数值模拟及理论分析
    5.6 本章小结
    参考文献
第六章 微纳光纤的光调制特性
    6.1 引言
    6.2 微纳光纤的结构及制备
    6.3 微纳光纤的性质及应用
        6.3.1 微纳光纤的传播损耗和弯曲损耗
        6.3.2 微纳光纤的应用
    6.4 微纳光纤的光学特性
        6.4.1 线性透过曲线
        6.4.2 模场分布特性
        6.4.3 非线性透过曲线
    6.5 基于微纳光纤调制的锁模实验
    6.6 本章小结
    参考文献
第七章 总结与展望
    7.1 主要工作
    7.2 工作创新点
    7.3 工作展望
攻读博士学位期间发表论文情况
攻读博士学位期间所获奖励情况
攻读博士学位期间参与项目情况
致谢
附发表论文两篇
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3751971