本文選題：耗散孤子 + 碳納米管　； 參考：《江西師范大學》2015年碩士論文

【摘要】：做為20世紀最為重要的發(fā)明之一,激光技術不僅僅是改變了人們的生活方式,它還為人類探索物質(zhì)更本質(zhì)特性中提供了強有力的工具。所以在隨后發(fā)展的四五十年時間里,各個種類的激光器層出不窮,例如固體激光器、液體激光器、氣體激光器、半導體激光器、染料激光器、準分子激光器和光纖激光器等。其中,光纖激光器以其高轉(zhuǎn)換效率、結構緊湊、高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、經(jīng)濟適用等特點,受到越來越多學者的青睞。然而在光纖激光器的發(fā)展歷史中,傳統(tǒng)孤子產(chǎn)生于非線性系統(tǒng)中,光脈沖存在于極小模場面積的纖芯中,在較小的輸入泵浦功率下就可能產(chǎn)生較高的峰值功率密度,高的峰值功率密度會增加傳輸過程中的非線性效應,積累過量的非線性相移使光波分裂,所以傳統(tǒng)孤子的能量都不太高。耗散孤子產(chǎn)生于非線性系統(tǒng)中,它的產(chǎn)生主要由增益、損耗、色散、非線性等綜合效應決定,其形成規(guī)律與傳統(tǒng)的孤子脈沖完全不同,它可以在不發(fā)生光波分裂的前提下,突破傳統(tǒng)的孤子光纖激光器所受到的能量限制。本文的具體研究內(nèi)容如下所述:1.理論研究方面,闡述了耗散孤子被動鎖模光纖激光器中耗散孤子產(chǎn)生的具體機制及耗散孤子的特點,同時較為詳細的闡述光纖激光器中色散、非線性和增益三個關鍵要素對于耗散孤子的影響,并在此基礎上介紹了描述鎖模光纖激光器中脈沖傳輸特性的Ginzburg-Landau方程。2.通過實驗和數(shù)值模擬在碳納米管做為飽和吸收體的色散管理光纖激光器中實現(xiàn)穩(wěn)定的耗散孤子鎖模脈沖輸出。常見的耗散孤子頻譜圖形狀近似為矩形,且具有陡峭的邊沿。在實驗中發(fā)現(xiàn)耗散孤子脈沖的啁啾近似為線性。此外,對該類型耗散孤子脈沖特性、產(chǎn)生機理及其演化規(guī)律進行理論分析和數(shù)值模擬,在誤差范圍內(nèi),數(shù)值模擬結果與實驗結果基本一致。3.對脈沖在色散管理下的傳輸進行的數(shù)值模擬,研究了腔內(nèi)不同凈色散下耗散孤子的演化過程。與此同時,改變數(shù)值模擬中飽和吸收體的參數(shù),研究了耗散孤子特性的相應變化。最后,在系統(tǒng)中加入了帶通濾波器,并且改變帶通濾波器的帶寬,研究其對耗散孤子相應特性的影響。4.數(shù)值模擬了在全正色散光纖激光器中穩(wěn)定暗孤子和明暗孤子的形成機理,通過改變飽和吸收體的參數(shù)和單模光纖的長度,研究飽和吸收體和腔內(nèi)凈色散值對暗孤子特性的影響
[Abstract]:As one of the most important inventions in the 20th century, laser technology has not only changed people's way of life, but also provided powerful tools for human beings to explore the more essential properties of matter. Therefore, in the subsequent development of 40 or 50 years, various types of lasers, such as solid-state lasers, liquid lasers, gas lasers, semiconductor lasers, dye lasers, excimer lasers and fiber lasers, and so on. Among them, fiber laser is more and more popular for its high conversion efficiency, compact structure, high beam quality, high stability, economic applicability and so on. However, in the history of fiber laser, the traditional soliton is produced in the nonlinear system, the optical pulse exists in the core of the minimum mode field area, and the peak power density may be higher when the input pump power is small. The high peak power density will increase the nonlinear effect in the transmission process, and accumulate excessive nonlinear phase shift to split the optical wave, so the energy of the traditional soliton is not too high. The dissipative solitons are produced in nonlinear systems, which are mainly determined by the gain, loss, dispersion, nonlinearity and so on. The formation law of the dissipative solitons is completely different from that of the traditional soliton pulses. Break through the energy limitation of the traditional soliton fiber laser. The specific contents of this paper are as follows: 1. In theory, the mechanism and characteristics of dissipative soliton in passive mode-locked fiber laser are described, and the dispersion in fiber laser is described in detail. The effects of nonlinear and gain factors on the dissipative soliton are discussed, and the Ginzburg-Landau equation .2which describes the pulse propagation characteristics in a mode-locked fiber laser is introduced. The steady output of dissipative soliton mode-locked pulse is achieved in a dispersion-managed fiber laser using carbon nanotubes as a saturated absorber by experiment and numerical simulation. The common dissipative soliton spectrum is approximately rectangular in shape and has steep edges. It is found that the chirp of the dissipative soliton pulse is approximately linear. In addition, theoretical analysis and numerical simulation of the characteristics, mechanism and evolution of the dissipative soliton pulse are carried out. In the error range, the numerical simulation results are basically consistent with the experimental results. Numerical simulation of pulse propagation under dispersion management is carried out. The evolution of dissipative solitons under different net dispersion in the cavity is studied. At the same time, the parameters of saturated absorber in numerical simulation are changed, and the corresponding variation of dissipative soliton characteristics is studied. Finally, the band-pass filter is added to the system, and the bandwidth of the band-pass filter is changed to study the influence of band-pass filter on the corresponding characteristics of dissipative soliton. The formation mechanism of stable dark solitons and light and dark solitons in fully positive dispersion fiber lasers is numerically simulated. By changing the parameters of saturated absorbers and the length of single-mode optical fibers, the effects of saturated absorbers and net dispersion values in cavity on dark soliton characteristics are studied.
【學位授予單位】：江西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN248

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本文編號：2052003