【摘要】：鎖模脈沖摻銩光纖激光器產(chǎn)生的激光輸出位于2μm波段。2μm激光對生物組織具有較強的穿透燒燭功能,因此2μm波段激光在醫(yī)療領域可作為微創(chuàng)激光手術刀對生物組織進行精確切割和凝結止血。用2μm波段摻銩脈沖光纖激光器作為泵浦源,硫化物、碲化物等中紅外非線性光纖作為增益介質,還能夠得到長波方向2.0~5.0μm波段的寬帶超連續(xù)譜激光。該波段范圍內的激光主要應用在探測有毒氣體、激光雷達、光電對抗等方面,逐漸成為廣大研究者熱衷的新型激光光源。本論文重點研究了兩種不同機理的被動鎖模摻銩光纖激光器,進行了大量實驗研究,實現(xiàn)了2μm波段脈沖激光以及多波長激光輸出,介紹了具體的實驗結構以及實驗結果,主要的研究工作做出如下幾點總結:1.設計并提出了基于非線性偏振旋轉效應的鎖模脈沖摻銩光纖激光器,分別實現(xiàn)了鎖模脈沖激光輸出和可調諧多波長激光輸出。鎖模脈沖寬度617ps,重復頻率3.178MHz,可調諧多波長激光輸出調諧范圍33nm,波長數(shù)1-5個。分析了基于非線性偏振旋轉效應的摻銩光纖激光器運行在被動鎖模狀態(tài)以及多波長狀態(tài)下的工作原理。2.對傳統(tǒng)的非線性偏振旋環(huán)形腔結構進行了改進,得到了可調諧脈沖激光輸出。脈沖輸出光譜中心波長從1835nm至1929nm可調諧,調諧范圍達到94nm,脈沖的重復頻率為3.085MHz,脈沖寬度為75ps。3.研究了基于非線性放大環(huán)形鏡的耗散孤子共振摻鉺光纖激光器,在未進行色撒補償?shù)那粌鹊玫搅撕纳⒐伦庸舱穹讲}沖激光輸出。脈沖寬度從700ps展寬至3.7ns,單脈沖能量從5.2 nJ增加至27.4 nJ,脈沖重復頻率為3.65MHz,輸出光譜對應的中心波長為1572nm該結構具有良好的功率和波長穩(wěn)定性。4.研究了基于非線性放大環(huán)形鏡的鎖模脈沖摻銩光纖激光器,實現(xiàn)了2μm波段鎖模脈沖,脈沖重復頻率4.23MHz,脈沖寬度73ps。
[Abstract]:The laser output from mode-locked pulse thulium doped fiber laser is at 2 渭 m band. 2 渭 m laser has strong function of penetrating candle burning to biological tissue. Therefore, 2 渭 m laser can be used as a minimally invasive laser scalpel for accurate cutting and coagulation of biological tissues in the medical field. Using thulium doped pulsed fiber laser at 2 渭 m band as pump source, medium infrared nonlinear fiber such as sulfides and telluride as gain medium, wideband supercontinuum laser with long wave direction of 2.0 渭 m and 5.0 渭 m can be obtained. The laser in this band is mainly used in the detection of toxic gases, lidar, optoelectronic countermeasures and so on, and has gradually become a new type of laser light source that researchers are keen on. In this paper, two kinds of passively mode-locked thulium doped fiber lasers with different mechanisms are studied, and a large number of experiments are carried out. The 2 渭 m band pulsed laser and multi-wavelength laser output are realized. The experimental structure and experimental results are introduced. The main research work is summarized as follows: 1. A mode-locked pulse thulium doped fiber laser based on nonlinear polarization rotation effect is designed and proposed. The output of mode-locked pulse laser and tunable multi-wavelength laser are realized respectively. The pulse width of mode-locked pulse is 617ps.The repetition rate is 3.178MHz. The tunable multi-wavelength laser output tunable range is 33nm and the number of wavelengths is 1-5. The principle of thulium doped fiber laser operating in passive mode-locked state and multi-wavelength state based on nonlinear polarization rotation effect is analyzed. The traditional nonlinear polarization ring resonator is improved and the tunable pulse laser output is obtained. The center wavelength of the pulse output spectrum is tunable from 1835nm to 1929nm, the tuning range is 94 nm, the repetition rate of the pulse is 3.085 MHz, and the pulse width is 75 ps.3. A dissipative soliton resonant erbium-doped fiber laser based on a nonlinear amplifying loop mirror is studied. A dissipative soliton resonant square wave pulse laser is obtained in a cavity without color scattering compensation. The pulse width is broadened from 700ps to 3.7 ns, the single pulse energy is increased from 5.2 NJ to 27.4 nJ, the pulse repetition rate is 3.65 MHz, and the central wavelength corresponding to the output spectrum is 1572nm. The structure has good power and wavelength stability. A mode-locked pulse thulium doped fiber laser based on nonlinear amplifying loop mirror is studied. The mode-locked pulse at 2 渭 m band with repetition rate of 4.23 MHz and pulse width of 73ps are realized.
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN248

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4 本報記者 胡Z，

本文編號：2176623