本文關(guān)鍵詞：基于SESAM摻銩脈沖激光器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),工作于2.0 μm波段的摻銩(Tm3+)脈沖激光器發(fā)展迅速,它廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、激光雷達(dá)、中紅外超連續(xù)譜等領(lǐng)域。采用鎖模方式實(shí)現(xiàn)的脈沖激光器可以輸出具有脈寬窄、穩(wěn)定性好、脈沖能量高、重復(fù)率高等優(yōu)點(diǎn)的脈沖。目前,常用的鎖模方法主要有主動(dòng)鎖模方式和被動(dòng)鎖模方式兩種。然而,主動(dòng)鎖模激光器的激光腔內(nèi)引入了外部調(diào)制器,穩(wěn)定性易受外部環(huán)境的影響,而且采用主動(dòng)鎖模方式實(shí)現(xiàn)的激光器也很難實(shí)現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)。被動(dòng)鎖模方式基于如石墨烯、碳納米管、SESAM等可飽和吸收體實(shí)現(xiàn),具有穩(wěn)定性好、易于實(shí)現(xiàn)全光纖結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。本論文研究基于SESAM摻Tm3+脈沖光纖激光器的特性,主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括：1.介紹了摻Tm3+脈沖激光器的優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用和發(fā)展歷程,對(duì)比了主動(dòng)鎖模和被動(dòng)鎖模技術(shù)。推導(dǎo)了摻Tm3+光纖速率方程和光脈沖在光纖中的傳輸方程,給出對(duì)該傳輸方程進(jìn)行求解的數(shù)值方法。2.建立了基于SESAM摻Tm3+脈沖激光器的仿真模型,研究了SESAM鎖模機(jī)制以及基于SESAM摻Tm3+脈沖激光器工作特性。3.利用上述仿真模型觀察到了從未鎖模到連續(xù)單脈沖鎖模的過(guò)程,詳細(xì)分析了泵浦功率、摻雜濃度、摻Tm3+光纖長(zhǎng)度、單模光纖長(zhǎng)度、調(diào)制深度和激光器輸出耦合比對(duì)激光器輸出脈沖特性的影響。通過(guò)分析可以知道適當(dāng)增加泵浦功率,摻Tm3+離子濃度,摻Tm3+光纖長(zhǎng)度和輸出耦合比可以減小脈寬,增大輸出功率,提高脈沖能量。適當(dāng)增大調(diào)制深度和單模光纖長(zhǎng)度可以減小脈寬。通過(guò)優(yōu)化,最終得到脈寬為41 ps,平均輸出功率為1.69 W,單脈沖能量為214 nJ,峰值功率為5219 W的鎖模激光輸出。
【關(guān)鍵詞】：摻銩 光纖激光器 被動(dòng)鎖模 SESAM
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-18
• 1.1 摻銩(Tm~(3+))脈沖激光器的優(yōu)點(diǎn)及用途10
• 1.2 摻Tm~(3+)鎖模脈沖激光器的發(fā)展歷程10-12
• 1.3 鎖模摻Tm~(3+)脈沖激光器的種類12-17
• 1.3.1 主動(dòng)鎖模摻Tm~(3+)脈沖激光器12-13
• 1.3.2 被動(dòng)鎖模摻Tm~(3+)脈沖激光器13-17
• 1.4 本論文的主要內(nèi)容17-18
• 2 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器模型建立18-34
• 2.1 光纖激光器鎖模技術(shù)的原理18-19
• 2.2 摻Tm~(3+)光纖速率方程的推導(dǎo)19-26
• 2.2.1 Tm~(3+)的能級(jí)結(jié)構(gòu)和泵浦方式19-21
• 2.2.2 摻Tm~(3+)放大器的速率方程21-25
• 2.2.3 ASE場(chǎng)方程數(shù)值計(jì)算25-26
• 2.3 脈沖在光纖中的傳輸26-29
• 2.4 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器仿真模型29-32
• 2.4.1 SESAM基本結(jié)構(gòu)29
• 2.4.2 SESAM微觀特性29-30
• 2.4.3 SESAM宏觀特性30-31
• 2.4.4 SESAM非線性吸收作用31
• 2.4.5 激光器仿真模型的建立31-32
• 2.5 本章小節(jié)32-34
• 3 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器的鎖模輸出特性34-42
• 3.1 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器仿真模型結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2 SESAM鎖模機(jī)理35-37
• 3.3 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器仿真模型的典型輸出結(jié)果37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 4 基于SESAM摻Tm~(3+)脈沖激光器輸出特性優(yōu)化42-63
• 4.1 泵浦功率對(duì)激光器輸出脈沖的影響42-46
• 4.2 放大器對(duì)激光器輸出脈沖的影響46-54
• 4.2.1 摻雜離子濃度的影響46-50
• 4.2.2 摻Tm~(3+)光纖長(zhǎng)度的影響50-54
• 4.3 SESAM參數(shù)對(duì)激光器輸出脈沖的影響54-56
• 4.3.1 調(diào)制深度的影響54-56
• 4.4 普通單模光纖對(duì)激光器輸出脈沖的影響56-59
• 4.4.1 普通單模光纖長(zhǎng)度的影響56-59
• 4.5 激光器輸出耦合比對(duì)激光器輸出脈沖的影響59-61
• 4.6 參數(shù)優(yōu)化61-62
• 4.7 本章小結(jié)62-63
• 5 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果68-70
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集70

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