通過(guò)延長(zhǎng)鎖模光纖激光器腔內(nèi)的光纖長(zhǎng)度可以獲得超長(zhǎng)的諧振腔,腔長(zhǎng)的增加可以有效地降低脈沖激光的重復(fù)頻率和提升單脈沖能量,這種脈沖激光可以減少作用物體的熱寄生現(xiàn)象,被廣泛應(yīng)用于眼外科手術(shù)、生物醫(yī)學(xué)診斷、微機(jī)械加工等領(lǐng)域。目前,對(duì)基于非線(xiàn)性光纖環(huán)形鏡、非線(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡以及單壁碳納米管可飽和吸收體鎖模機(jī)制的超長(zhǎng)腔鎖模光纖激光器的研究已經(jīng)有所進(jìn)展�；诜蔷�(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的超長(zhǎng)腔鎖模光纖激光器是研究的熱點(diǎn),但這種鎖模機(jī)制對(duì)偏振要求敏感,同時(shí)高功率下容易失去飽和吸收特性。單壁碳納米管可飽和吸收體是近些年新興的鎖模器件,有透射型、倏逝場(chǎng)型兩種鎖模技術(shù)。其中透射型鎖模技術(shù)已經(jīng)在超長(zhǎng)腔鎖模光纖激光器中得到應(yīng)用,但其損傷閾值低,無(wú)法獲得高能量的脈沖;與之相比,倏逝場(chǎng)型鎖模技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì),由于碳納米管不插入主光路,不僅避免了腔內(nèi)高能量激光的損傷,而且也增加了散熱面積,是一種提高損傷閾值、保持全光纖結(jié)構(gòu),可獲得穩(wěn)定高能量脈沖的優(yōu)化方案。本文利用單壁碳納米管和非線(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了超長(zhǎng)腔鎖模摻鐿光纖激光器,獲得了低重復(fù)頻率、較高脈沖能量的納秒級(jí)脈沖激光輸出,可作為種子源應(yīng)用于泵浦探測(cè)、生物醫(yī)學(xué)診斷和全光纖放大系統(tǒng)等領(lǐng)域。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)介紹了超長(zhǎng)腔鎖模光纖激光器的分類(lèi),概述并簡(jiǎn)析了其研究現(xiàn)狀。(2)建立了基于非線(xiàn)性薛定諤方程的光脈沖傳輸理論模型,模擬了群速度正色散、三階色散以及自相位調(diào)制效應(yīng)對(duì)光脈沖演化的作用;利用Haus主方程模擬了腔內(nèi)各個(gè)參數(shù)對(duì)光脈沖的啁啾、寬度、相移量以及穩(wěn)定性的影響。(3)利用飛秒刻寫(xiě)技術(shù)制備了D型光纖,配制了單壁碳納米管均勻分散液,將單壁碳納米管涂覆到D型光纖區(qū)域,制備了倏逝場(chǎng)型可飽和吸收體,測(cè)試了其可飽和吸收特性,進(jìn)一步分析了碳納米管與倏逝場(chǎng)相互作用機(jī)制。(4)搭建了超長(zhǎng)腔碳納米管鎖模摻鐿光纖激光器,研究了不同輸出耦合器、不同腔長(zhǎng)的鎖模光纖激光器的脈沖特性,分析了噪聲型孤子、噪聲型二階諧波孤子、孤子雨、孤子雨多階諧波、矩形孤子時(shí)域特征。通過(guò)設(shè)計(jì)濾波檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)一步分析了多波長(zhǎng)光譜產(chǎn)生的原因。(5)組建了超長(zhǎng)腔非線(xiàn)性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模摻鐿光纖激光器,研究了單脈沖、脈沖簇鎖模的脈沖特性。最后,對(duì)比兩種不同鎖模機(jī)制的飽和吸收特性,分析了兩種機(jī)制作用下超長(zhǎng)腔鎖模光纖激光器的不同脈沖行為。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN248

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2286343