本文關(guān)鍵詞：基于拉曼孤子自頻移效應(yīng)的2μm飛秒脈沖光纖激光器研究

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【摘要】：2μm波段的飛秒脈沖光纖激光器在工業(yè)控制、大氣監(jiān)測(cè)、有毒氣體探測(cè)、生物醫(yī)療、國(guó)防、光學(xué)傳感和光學(xué)成像等諸多領(lǐng)域中都具有潛在的應(yīng)用,近年來(lái)成為人們研究的熱點(diǎn)。利用鎖模,光參量過(guò)程產(chǎn)生和拉曼孤子自頻移產(chǎn)生等方法可實(shí)現(xiàn)2μm飛秒脈沖光纖激光器。與基于其他方法實(shí)現(xiàn)的2μm飛秒脈沖光纖激光器相比,利用拉曼孤子自頻移產(chǎn)生的方法實(shí)現(xiàn)的2μm飛秒脈沖光纖激光器具有工作波長(zhǎng)調(diào)諧范圍大,易于實(shí)現(xiàn)全光纖化,和成本低廉等優(yōu)點(diǎn),并且可輸出無(wú)基座的高功率飛秒脈沖。在非石英光纖中容易產(chǎn)生2μm波段的拉曼孤子,但是非石英光纖的熔點(diǎn)通常與石英光纖的熔點(diǎn)不同,很難將它們焊接在一起,因此利用非石英光纖很難實(shí)現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)的2μm波段的飛秒脈沖光纖激光器。本文在單模階躍型石英光纖中產(chǎn)生了波長(zhǎng)可調(diào)諧的拉曼孤子,實(shí)現(xiàn)了全光纖結(jié)構(gòu)的2μm波段波長(zhǎng)可調(diào)諧的飛秒脈沖拉曼孤子激光器,對(duì)單模階躍型石英光纖中孤子自頻移的產(chǎn)生開展了相關(guān)理論、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的研究。首先,本文闡述了光纖中孤子自頻移產(chǎn)生的原理以及光孤子的形成、受激拉曼散射和高階孤子分裂等影響孤子自頻移的主要因素。接著,本文推導(dǎo)了描述光脈沖在光纖中傳輸?shù)膹V義非線性薛定諤方程,通過(guò)求解非線性薛定諤方程數(shù)值模擬了單模石英光纖中的孤子自頻移現(xiàn)象,研究了孤子自頻移產(chǎn)生的機(jī)制以及泵浦參數(shù)和光纖參數(shù)對(duì)孤子自頻移產(chǎn)生的影響。在實(shí)驗(yàn)上,本文使用通過(guò)優(yōu)化啁啾放大系統(tǒng)得到的1.56μm高功率單脈沖飛秒激光泵浦高非線性的單模階躍型石英光纖獲得了波長(zhǎng)從1584 nm到1965 nm范圍內(nèi)可調(diào)諧的“純凈”的拉曼孤子。隨后本文進(jìn)一步增加泵浦光的平均功率獲得了1982 nm的拉曼孤子,經(jīng)濾波后對(duì)1982nm的拉曼孤子激光進(jìn)行了放大,最終得到了波長(zhǎng)為1982 nm,平均功率為860m W,脈寬為560 fs的飛秒拉曼孤子激光。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248

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本文編號(hào)：1173434