本文關(guān)鍵詞：石墨烯的交叉吸收調(diào)制特性及其在激光同步中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：超快科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了時(shí)間分辨率向飛秒甚至阿妙級別的精度邁進(jìn)。同時(shí),在超短脈沖方面的技術(shù)進(jìn)步使人類制造飛秒級別的激光器得以實(shí)現(xiàn)。然而,在許多科學(xué)研究領(lǐng)域都需要控制多波長超短脈沖實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)同步,例如:超快激光光譜學(xué)、多色泵浦探針研究、相干反斯托克斯拉曼散射顯微鏡、產(chǎn)生中紅外波長的非線性頻率轉(zhuǎn)換以及太赫茲波源的產(chǎn)生等等。那么,構(gòu)建出時(shí)間抖動(dòng)低,失配長度大的同步鎖模光纖激光器就成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn)問題。本文基于石墨烯的交叉吸收調(diào)制特性,通過石墨烯及微納光纖構(gòu)建了光纖型全光調(diào)制器,并且運(yùn)用此全光調(diào)制器進(jìn)行了同步脈沖的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。主要研究內(nèi)容如下:1.我們基于石墨烯的零帶隙特點(diǎn),通過在錐形光纖上覆蓋石墨烯的方法成功構(gòu)建出了光纖型的寬光帶的全光調(diào)制器。通過研究發(fā)現(xiàn)石墨烯不僅具有可飽和吸收特性,而且還具有交叉吸收調(diào)制特性。也就是說,石墨烯對信號(hào)光的透過率不僅隨著信號(hào)光的功率變化,并且會(huì)隨著其它波長的調(diào)制光的功率變化。我們不僅使用連續(xù)波長的調(diào)制光進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,而且還使用了矩形的脈沖調(diào)制光進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,成功的測量出了我們構(gòu)建的全光調(diào)制器的時(shí)間響應(yīng)能力及調(diào)制深度。2.基于石墨烯全光調(diào)制器,我們采用注入式的腔結(jié)構(gòu)成功的構(gòu)建了摻鐿主動(dòng)調(diào)Q光纖激光器。在此激光器中充當(dāng)調(diào)制光的為摻鉺的被動(dòng)調(diào)Q激光器輸出脈沖,成功的實(shí)現(xiàn)了1550 nm和1060 nm調(diào)Q脈沖的同步輸出。1060 nm的激光脈沖的重復(fù)頻率可以隨著1550 nm脈沖的重復(fù)頻率從30.32 kHz連續(xù)調(diào)節(jié)到101.29 kHz。除此之外,我們還采用了共腔式的結(jié)構(gòu)成功構(gòu)建出了摻鉺和摻鐿的雙波長同步調(diào)Q光纖激光器。3.石墨烯作為可飽和吸收體,我們成功的構(gòu)建了全正色散的摻鐿鎖模光纖激光器和負(fù)色散的摻鉺鎖模光纖激光器,分別得到了耗散孤子的激光脈沖和孤子激光脈沖的輸出。因?yàn)槭┑牧銕督Y(jié)構(gòu),石墨烯具有寬光帶的可飽和吸收特性。我們采用共用可飽和吸收體的共腔結(jié)構(gòu),成功實(shí)現(xiàn)了摻鐿和摻鉺鎖模激光器的同時(shí)鎖模輸出,為實(shí)現(xiàn)鎖模激光器的同步脈沖輸出墊定了基礎(chǔ)。4.為了對同步鎖模脈沖的時(shí)間抖動(dòng)進(jìn)行測量,我們搭建了基于1550 nm和1060 nm激光脈沖的互相關(guān)光路。并且對互相關(guān)法測量時(shí)間抖動(dòng)的理論進(jìn)行了分析,為我們更好的驗(yàn)證同步效果提供了科學(xué)依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：石墨烯 交叉吸收調(diào)制 同步激光脈沖 光纖激光器 互相關(guān)
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-26
• 第一節(jié) 研究背景及意義10-11
• 第二節(jié) 同步脈沖光纖激光器11-19
• 1.2.1 實(shí)現(xiàn)脈沖同步的技術(shù)11-13
• 1.2.2 同步脈沖激光器研究進(jìn)展13-19
• 第三節(jié) 石墨烯的非線性效應(yīng)及其在鎖模光纖激光器中的應(yīng)用19-25
• 1.3.1 石墨烯的可飽和吸收特性19-21
• 1.3.2 基于石墨烯的鎖模光纖激光器的研究進(jìn)展21-25
• 第四節(jié) 本文研究內(nèi)容25-26
• 第二章 光纖型石墨烯可飽和吸收體26-36
• 第一節(jié) 引言26
• 第二節(jié) 光纖型可飽和吸收體的制備26-34
• 2.2.1 石墨烯的制備方法26-28
• 2.2.2 石墨烯與光纖的耦合方式28-31
• 2.2.3 石墨烯的交叉吸收調(diào)制特性31-34
• 第三節(jié) 本章小結(jié)34-36
• 第三章 基于石墨烯的同步調(diào)Q光纖激光器36-45
• 第一節(jié) 引言36-37
• 第二節(jié) 注入式同步調(diào)Q光纖激光器37-40
• 3.2.1 注入式同步調(diào)Q光纖激光器的搭建37
• 3.2.2 注入式同步調(diào)Q光纖激光器的輸出特性研究37-40
• 第三節(jié) 共腔式同步調(diào)Q光纖激光器40-44
• 3.3.1 共腔式同步調(diào)Q光纖激光器的搭建40-41
• 3.3.2 共腔式同步調(diào)Q光纖激光器的輸出特性研究41-44
• 第四節(jié) 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于石墨烯同步鎖模光纖激光器的初步研究45-56
• 第一節(jié) 引言45
• 第二節(jié) 基于石墨烯同時(shí)鎖模光纖激光器的研究45-50
• 4.2.1 基于石墨烯同時(shí)鎖模光纖激光器的搭建45-46
• 4.2.2 同時(shí)鎖模光纖激光器的輸出特性研究46-50
• 第三節(jié) 同步鎖模脈沖時(shí)間抖動(dòng)的測量裝置50-55
• 4.3.1 互相關(guān)法的理論分析50-53
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置的搭建53-55
• 第四節(jié) 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 個(gè)人簡歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果62
• 個(gè)人簡歷62
• 學(xué)術(shù)論文62

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