本文選題：2μm超短脈沖激光　切入點：可調(diào)諧光纖激光器　出處：《吉林大學》2017年博士論文

【摘要】：2μm超短脈沖光纖激光器具有脈沖寬度窄、峰值功率高、頻譜范圍寬等特點,在基礎(chǔ)科學研究、生物醫(yī)療、材料加工、環(huán)境監(jiān)測、軍事等方面有著重要的應用。寬調(diào)諧2μm超短脈沖激光作為該波段光纖激光器發(fā)展的一個重要方向,一直是該領(lǐng)域的研究熱點。在眾多的波長調(diào)諧技術(shù)中,全光纖多模干涉濾波器具有結(jié)構(gòu)緊湊、與光纖兼容等特點,備受研究者們關(guān)注。但目前,基于多模干涉濾波器的全光纖寬調(diào)諧2μm超短脈沖激光器未見報道。另外,在2μm超短脈沖激光的應用方面,尤其是中紅外超連續(xù)譜產(chǎn)生研究方面,由于2μm激光的波長處于中紅外波段,所以其在獲得高轉(zhuǎn)換效率的中紅外超連續(xù)譜方面有一定的優(yōu)勢。但在高相干性中紅外超連續(xù)光源研究方面,國內(nèi)外報道甚少。針對上述問題,本論文圍繞2μm超短脈沖光纖激光器的波長調(diào)諧技術(shù)以及基于2μm超短脈沖激光獲得高相干性的中紅外超連續(xù)光源等方面進行了系統(tǒng)的研究,取得了以下研究結(jié)果:(1)利用自制的具有多個透射峰的全光纖多模干涉濾波器,采用彎曲多模光纖的方法,首次實現(xiàn)了波長調(diào)諧范圍覆蓋1919.6~2014.9 nm的全光纖鎖模激光器。該實驗證明了采用多模干涉濾波器可以實現(xiàn)全光纖寬調(diào)諧鎖模激光器。(2)利用拉曼孤子自頻移技術(shù)獲得了波長調(diào)諧范圍覆蓋1611~1984 nm的全光纖超短脈沖激光器。在實驗中,所用的泵浦源為1560 nm飛秒脈沖光纖激光器,所用的非線性介質(zhì)為10 m長的高非線性石英光纖,通過優(yōu)化泵浦源和高非線性光纖參數(shù)獲得了寬調(diào)諧拉曼孤子激光輸出。(3)采用啁啾脈沖放大技術(shù)獲得了平均功率為2.1 W,脈沖寬度為170 fs的2μm超短脈沖激光輸出;進一步利用其作為泵浦源,采用自制的拉錐氟碲酸鹽微結(jié)構(gòu)光纖作為非線性介質(zhì),首次獲得了高相干性、波長范圍覆蓋1.4~4μm波段的超連續(xù)光源。
[Abstract]:The 2 渭 m ultrashort pulse fiber laser is characterized by narrow pulse width, high peak power and wide spectrum range. It is widely used in basic science, biomedicine, material processing, environmental monitoring, etc. The wide tunable 2 渭 m ultrashort pulse laser, as an important direction of the development of fiber laser in this band, has always been the research hotspot in this field. The all-fiber multimode interference filter has been paid much attention by researchers because of its compact structure and compatibility with fiber. But at present, the all-fiber wide tuning 2 渭 m ultrashort pulse laser based on multimode interference filter has not been reported. In the application of 2 渭 m ultrashort pulse laser, especially in the research of mid-infrared supercontinuum, the wavelength of 2 渭 m laser is in the mid-infrared band. Therefore, it has some advantages in obtaining high conversion efficiency mid-infrared supercontinuum spectra. However, there are few reports at home and abroad on the study of high coherence mid-infrared supercontinuum light sources. In this thesis, the wavelength tuning technology of 2 渭 m ultrashort pulse fiber laser and the high coherence medium infrared supercontinuum light source based on 2 渭 m ultrashort pulse laser are systematically studied. The following results are obtained: (1) using self-made all-fiber multimode interference filter with multiple transmission peaks, the method of bending multimode fiber is adopted. An all-fiber mode-locked laser with wavelength tunable range of 1919.6n / 2014.9 nm is first realized. The experiment proves that all-fiber wide-tuned mode-locked laser can be realized by using multi-mode interference filter (MIFF) and Raman soliton self-frequency shift technique is used to obtain the mode-locked laser. An all-fiber ultrashort pulse laser with tunable wavelength range of 1611 ~ 1984 nm. The pump source is 1560 nm femtosecond pulsed fiber laser and the nonlinear medium is 10 m long high nonlinear quartz fiber. By optimizing the pump source and the parameters of high nonlinear optical fiber, the wide tuning Raman soliton laser output is obtained. (3) using chirped pulse amplification technique, 2 渭 m ultrashort pulses with an average power of 2.1 W and a pulse width of 170 fs are obtained. Furthermore, using it as pump source and using self-made tapered fluorotellurite microstructural fiber as nonlinear medium, a supercontinuous light source with high coherence and wavelength range of 1.4 渭 m was obtained for the first time.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN248

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本文編號：1677629