本文選題：啁啾脈沖放大　切入點(diǎn)：全光纖結(jié)構(gòu)　出處：《華東師范大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：超短激光放大器是激光領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向,特別是基于稀土摻雜離子的超短光纖放大器,有著體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、泵浦效率高、散熱性好等等優(yōu)點(diǎn)。尤其是工作在1.5μm波段的摻鉺光纖放大器,有著人眼安全的特點(diǎn),在科學(xué)研究中廣泛應(yīng)用于高功率產(chǎn)生、太赫茲生成、精密光譜控制等方面,在激光雷達(dá)、激光測(cè)距、遙感、環(huán)境檢測(cè)、高精度檢測(cè)、醫(yī)療設(shè)備等方面得到了廣泛的應(yīng)用和研究。此外,經(jīng)過簡(jiǎn)單的倍頻,高功率超短脈沖摻鉺光纖激光系統(tǒng)可以將輸出波長(zhǎng)擴(kuò)展到800nm附近,利用傳統(tǒng)的鈦寶石激光系統(tǒng)的成熟器件,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出激光的精密操控。本論文主要研究成果如下：1.基于一種新型的放大技術(shù)——分離脈沖放大技術(shù),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)高功率的摻鉺光纖激光器。利用45。角切割的釩酸釔晶體組設(shè)計(jì)了一種新型的方案,使不同偏振態(tài)的脈沖在空間上進(jìn)行分離,有效減小不同偏振態(tài)脈沖之間的非線性耦合。在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了脈沖分離的過程,獲得了平均功率為2W的高功率脈沖輸出。利用4.5m長(zhǎng)的單模光纖對(duì)放大后的平均功率為650mW脈沖進(jìn)行了壓縮,再用一塊周期極化鈮酸鋰晶體對(duì)其進(jìn)行倍頻,獲得了平均功率為110mW的780nm激光脈沖,脈沖的寬度為95.7fs。2.基于啁啾脈沖放大技術(shù),研制了全光纖結(jié)構(gòu)的超短脈沖放大系統(tǒng)。采用非線性旋轉(zhuǎn)鎖模技術(shù),搭建了光纖振蕩器。分別使用了單模摻鉺光纖以及鉺鐿共摻的增益光纖來對(duì)脈沖進(jìn)行預(yù)放大和主放大,使用色散補(bǔ)償光纖實(shí)現(xiàn)了脈沖的展寬,使用普通單模光纖對(duì)脈沖進(jìn)行壓縮。通過在脈沖展寬和壓縮過程中改變色散光纖的插入量對(duì)光譜畸變進(jìn)行了有效的控制,獲得了最高功率為1.81W,脈沖寬度為420fs的超短脈沖輸出。最后利用周期極化的鈮酸鋰晶體對(duì)放大激光脈沖進(jìn)行倍頻,將激光波長(zhǎng)拓展到近紅外的780nm附近,光譜寬度達(dá)到llnm。
[Abstract]:Ultrashort laser amplifiers are an important research field in laser field, especially the ultrashort fiber amplifiers based on rare earth doped ions have small size, compact structure and high pump efficiency. Especially the erbium-doped fiber amplifier which works at 1.5 渭 m band has the characteristics of human eye safety. It is widely used in high power generation, terahertz generation, precision spectrum control and so on in the field of laser radar, in scientific research, especially in the fields of high power generation, terahertz generation, precision spectrum control and so on. Laser ranging, remote sensing, environmental detection, high precision detection, medical equipment and other fields have been widely used and studied. In addition, after a simple frequency doubling, The high power ultrashort pulse erbium-doped fiber laser system can extend the output wavelength to the vicinity of 800nm, using the mature devices of the traditional Ti: sapphire laser system. The main results of this thesis are as follows: 1. Based on a new amplification technology, the separation pulse amplification technology, A high power erbium-doped fiber laser is realized. A new scheme is designed by using 45. angle-cut yttrium vanadate crystal set to separate pulses with different polarization states in space. The nonlinear coupling between pulses with different polarization states is reduced effectively. The process of pulse separation is verified experimentally. A high power pulse output with an average power of 2W is obtained. The amplified average power 650mW pulse is compressed by a 4.5m long single-mode fiber, and then a periodically polarized lithium niobate crystal is used to double the frequency of the pulse. 780nm laser pulse with average power of 110mW is obtained, the pulse width is 95.7fs.2. based on chirped pulse amplification technology, an ultrashort pulse amplification system with all-fiber structure is developed. The nonlinear rotation mode-locking technique is used. The single-mode erbium-doped fiber and erbium-ytterbium co-doped gain fiber are used to preamplify and master amplify the pulse, and dispersion compensation fiber is used to widen the pulse. The pulse is compressed by ordinary single-mode fiber. The spectral distortion is effectively controlled by changing the insertion of dispersive fiber during pulse broadening and compression. An ultrashort pulse with a maximum power of 1.81 W and a pulse width of 420fs is obtained. Finally, the frequency doubling of the amplified laser pulse is carried out by using the periodically polarized lithium niobate crystal. The wavelength of the laser is extended to near the near infrared 780nm, and the spectral width is up to llnm.
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN722

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