【摘要】：短脈沖光纖激光器以其簡單、緊湊結(jié)構(gòu)及成本低等優(yōu)點(diǎn)在通信、工業(yè)、醫(yī)療和傳感等領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用。本文對基于SESAM的被動調(diào)Q、鎖模光纖激光器及調(diào)Q雙波長光纖激光器及其光生可調(diào)諧毫米波應(yīng)用方面進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容包括：1、基于Maxwell方程組導(dǎo)出時(shí)域中的非線性薛定諤方程(NLSE)。利用分步傅里葉方法數(shù)值模擬了損耗,色散及非線性效應(yīng)對光纖中脈沖傳輸?shù)挠绊?并得到了光纖中脈沖的演化圖�？紤]到光波的空域傳輸方程和光脈沖在色散介質(zhì)中的時(shí)域演化方程具有相同的形式,類比研究了時(shí)域中色散和空域中衍射傳輸?shù)奶匦浴＠每沼蛑锌臻g位置、波數(shù)與時(shí)域中的時(shí)間、色散參量分別對應(yīng),得到了空域傳輸特性光斑半徑、等相位曲率半徑、空間角譜積、空間菲涅耳數(shù)、透鏡的聚焦長度與時(shí)域傳輸特性脈寬、啁啾、時(shí)間帶寬積、時(shí)域菲涅耳數(shù)、透鏡聚焦時(shí)間的對應(yīng)表達(dá)式。2、實(shí)驗(yàn)研究基于SESAM的環(huán)形腔被動調(diào)Q光纖激光器,得到了中心波長為1561.9nm,最大輸出功率為8.37mW的調(diào)Q脈沖輸出。當(dāng)入纖泵浦光功率為46.75mW時(shí),單脈沖能量為17.2nJ,脈沖寬度約為30/μs。脈沖重復(fù)頻率隨泵浦光功率變化,在1.72 kHz到7.95 kHz內(nèi)可調(diào),激光器的輸出斜效率為29.4%。通過仔細(xì)調(diào)節(jié)偏振控制器,實(shí)驗(yàn)還觀測到波長分別為1557.76nm和1560.16mm的雙波長調(diào)Q脈沖,脈沖半高全寬度約為56μs。通過在調(diào)Q光纖激光器環(huán)形腔引入一個(gè)布拉格光纖光柵(FBG)作為色散補(bǔ)償器件,實(shí)驗(yàn)研究了基于SESAM的被動鎖模光纖激光器并對其輸出特性進(jìn)行分析。在泵浦光功率為110mW時(shí)得到了中心波長為1555.8nm,平均輸出功率為316.1μW,3dB帶寬為3.2nm的穩(wěn)定孤子鎖模光譜。實(shí)驗(yàn)環(huán)形腔總長約8m,對應(yīng)鎖模脈沖重復(fù)頻率約25MHz。若輸出脈沖為變換極限sech2脈沖,則脈沖寬度約為0.79ps,單脈沖能量為12.64pJ。3、提出并實(shí)驗(yàn)研究基于SESAM的被動調(diào)Q雙波長摻鉺光纖激光器,兩個(gè)級聯(lián)的布拉格光纖光柵和半導(dǎo)體可飽和吸收鏡SESAM構(gòu)成了激光器線性諧振腔。通過改變布拉格光纖光柵的溫度,實(shí)驗(yàn)得到了穩(wěn)定的調(diào)Q雙波長脈沖。雙波長調(diào)Q泵浦閡值約為110mW,實(shí)驗(yàn)測量得到了兩組雙波長調(diào)Q脈沖輸出,波長分別為1549.69nm、1550.5nm和1548.2nm、1549.69nm,雙波長調(diào)Q脈沖重復(fù)頻率與布拉格光纖光柵的溫度有關(guān)。在泵浦光功率為140mW時(shí),得到了典型的雙波長調(diào)Q脈沖,脈沖半高全寬約80μs,重復(fù)頻率為8.50kH,單脈沖能量約為7.2nJ。利用該雙波長調(diào)Q光纖激光器,提出并實(shí)驗(yàn)研究一種光生可調(diào)諧毫米波信號的新方法。通過改變布拉格光纖光柵的溫度,實(shí)驗(yàn)得到波長間隔在0.24nm到0.66nm范圍內(nèi)可調(diào)的穩(wěn)定調(diào)Q雙波長脈沖,通過在光電探測器處差頻后可得到對應(yīng)頻率在30GHz到82.5GHz內(nèi)可調(diào)的毫米波信號。
【圖文】：

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本文編號：2549312