【摘要】：高重頻超短脈沖光纖激光已廣泛應(yīng)用于光頻梳、光通信、非線性光學(xué)生物成像等方面,例如:高重頻超快激光可提高信號速率和成像速度,降低熒光蛋白的光漂白和光損傷,顯著提高生物成像質(zhì)量。盡管通過諧波鎖模和腔外重頻加倍技術(shù)能夠產(chǎn)生極高重頻(100 GHz)激光,但與基模鎖模實(shí)現(xiàn)高重頻激光相比,具有強(qiáng)度和相位噪聲高的缺點(diǎn)。主動鎖模雖然也能獲得較高重頻,但是需要高頻信號發(fā)生器或其它諧振腔外附加設(shè)備;另外主動鎖模技術(shù)的脈沖整形能力有限,輸出脈寬一般為ps量級。因此,本課題基于自主拉制的增益系數(shù)高達(dá)5.2 dB/cm的鉺鐿共摻磷酸鹽光纖開展基頻重復(fù)率大于GHz飛秒光纖激光的產(chǎn)生、放大以及非線性效應(yīng)研究工作:(1)建立了1.5μm GHz重頻飛秒光纖激光器的理論模型,實(shí)現(xiàn)了基頻重復(fù)率從1 GHz到5 GHz的1.5μm飛秒光纖激光輸出。提出了一種調(diào)諧激光器波長和重復(fù)頻率的新方法,實(shí)現(xiàn)了激光峰值波長和重復(fù)頻率在一定范圍內(nèi)同步調(diào)諧。并且通過諧振腔內(nèi)復(fù)合濾波效應(yīng)在3.2 GHz重頻光纖激光器中發(fā)現(xiàn)了單孤子到脈沖束的轉(zhuǎn)換狀態(tài)。(2)開展了1.5μm GHz重頻飛秒光纖激光的放大和脈沖壓縮研究,實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率3.2 GHz、平均功率6.5 W、脈寬104 fs的超短脈沖激光輸出,揭示了放大過程中光譜尖峰產(chǎn)生及脈沖壓縮的機(jī)理,在此基礎(chǔ)上,最終獲得了重復(fù)頻率3.2 GHz、平均功率2.5 W、脈沖寬度30 fs的激光輸出;將此激光作為泵源抽運(yùn)高非線性光纖,實(shí)現(xiàn)了一個(gè)倍頻程從1000至2400 nm的超連續(xù)譜輸出,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了中心波長1.25μm、脈沖寬度92 fs、平均功率0.74 W的切倫科夫輻射(CR)飛秒脈沖輸出。(3)利用3.2 GHz重頻、6.1W的1.5μm飛秒激光泵浦周期極化鈮酸鋰(PPLN)晶體實(shí)現(xiàn)了中心波長800 nm、平均功率570 mW、脈沖寬度174 fs的二次諧波輸出,倍頻轉(zhuǎn)化效率為16.5%,光斑輪廓呈現(xiàn)良好的基模分布,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相一致。同時(shí)也觀察到中心波長536.2 nm三次諧波輸出和中心波長397.6 nm的四次諧波輸出。
【圖文】：

得穩(wěn)定的 GHz 重頻直流鎖模。，本章內(nèi)容從 GHz 重頻光纖激光器理論可飽和吸收體飽和能量、調(diào)制深度、增益形成的影響，明確實(shí)現(xiàn)直流鎖模的關(guān)鍵因素?cái)?shù)、增益帶寬、濾波效應(yīng)對脈沖形成的影實(shí)驗(yàn)中采用自主研發(fā)的高摻雜磷酸鹽玻璃光增益系數(shù)壓縮調(diào) Q 不穩(wěn)定性區(qū)間，，設(shè)計(jì)光鎖模激光運(yùn)轉(zhuǎn)。激光器理論模型的建立纖激光器，分析其不穩(wěn)定性機(jī)理可以為穩(wěn)定討論的‘不穩(wěn)定性’ 是相對 CW 鎖模這種調(diào) Q 鎖模，CW 鎖模，脈動狀態(tài)的形成區(qū)

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文高重頻脈沖光纖激光器的等效環(huán)形腔模型。在模成的線性諧振腔等效為環(huán)形腔考慮[111]，如圖 2-纖和 SESAM 的飽和能量被平均為 Eg= EG/ 2，E能量，其中參數(shù)值與具體使用的增益光纖類型（璃光纖）和商用 SESAM 的參數(shù)直接相關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN24

【參考文獻(xiàn)】

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1 姜寶華;黃章超;呂福云;;飛秒激光脈沖倍頻特性的數(shù)值模擬[J];量子電子學(xué)報(bào);2013年04期

本文編號：2704636