【摘要】：被動鎖模光纖激光器具有輸出脈沖窄、時域穩(wěn)定性好、轉(zhuǎn)換效率高、體積輕巧以及經(jīng)濟實用等特點,因此在生物醫(yī)學(xué)、精密加工及超快光譜學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的孤子光纖激光器一般工作在反常色散區(qū),利用非線性效應(yīng)和色散之間的平衡產(chǎn)生孤子脈沖。受孤子面積理論限制,孤子能量通常為～0.1 nJ量級,更大的脈沖能量將使孤子發(fā)生分裂。為了在光纖激光器中產(chǎn)生高能量短脈沖,國內(nèi)外科學(xué)家做了大量研究。在這些研究中,有一類鎖模激光器可以產(chǎn)生時域上為方形的脈沖。這種方波脈沖邊沿陡峭、頂部平坦,其時域?qū)挾瓤梢酝ㄟ^增大泵浦功率調(diào)諧至百ns甚至μs量級,單脈沖能量能夠達到μJ水平。然而,方波脈沖通常有很大的啁啾,其時間帶寬積可以達到104。在以往方波激光器相關(guān)報道中,研究人員主要關(guān)注方波脈沖的時域調(diào)諧性、最大脈沖能量和峰值功率,而很少關(guān)注其啁啾特性。脈沖啁啾在實際應(yīng)用中非常重要。方波脈沖啁啾不同,其應(yīng)用可能不同。因此,本論文主要對方波光纖激光器啁啾特性進行了研究。該工作一方面可以有助于進一步理解方波脈沖特性和形成機制,另一方面可以探索其潛在的應(yīng)用價值。本論文的主要研究工作與成果如下:1.實驗研究了一種可以切換產(chǎn)生耗散孤子共振(DSR)脈沖和隨機啁啾方波脈沖光纖激光器。通過調(diào)節(jié)偏振控制器可以切換產(chǎn)生DSR脈沖和隨機啁啾方波脈沖。DSR脈沖中央具有較小的線性啁啾,兩個邊沿有較大的非線性啁啾。隨機啁啾脈沖則沒有明確的啁啾分布,其光譜形狀和寬度幾乎不隨泵浦功率而變化。2.實驗研究了一種高功率、大能量、寬光譜方波光纖激光器,該激光器可以產(chǎn)生平均功率為1.25W、光譜寬度為4.5nm方波脈沖。所產(chǎn)生的方波脈沖具有隨機啁啾。3.實驗研究了一種啁啾可調(diào)節(jié)的方波脈沖光纖激光器。通過調(diào)節(jié)偏振控制器可以實現(xiàn)對方波脈沖啁啾的調(diào)節(jié)。實驗中觀察到三種典型的啁啾狀態(tài):隨機啁啾、V形啁啾和線性啁啾。4.從理論研究了高峰值功率窄脈寬脈沖泵浦光纖放大器。研究結(jié)果表明,相對于低峰值功率脈沖泵浦光纖放大器,高峰值功率脈沖泵浦光纖放大器可以有效降低脈沖泵浦時間內(nèi)的ASE能量。本文的創(chuàng)新點:1.在同一臺激光器中產(chǎn)生了耗散孤子共振脈沖和隨機啁啾方波脈沖,證明了初始腔參數(shù)對方波脈沖啁啾有重要影響。2.實現(xiàn)了一種啁啾可調(diào)節(jié)的方波脈沖光纖激光器,從實驗上實現(xiàn)了對三種典型啁啾狀態(tài)的自由調(diào)諧。3.設(shè)計了一種NALM結(jié)構(gòu)的方波脈沖光纖激光器,將激光器的增益和非線性效應(yīng)結(jié)合起來,基于該結(jié)構(gòu)實驗上實現(xiàn)了高能量方波脈沖輸出。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN248
【圖文】：

邐第１章緒論邐逡逑Ａ（ｔ）邋－邋Ｅ0邋ｓｉｎ［（ＡＷ0ｔ＋ＡＶ）／２］邐（Ｌ５）逡逑假設(shè)腔內(nèi)模式鎖定的縱模數(shù)＃＝１００，相鄰縱模頻率間隔為Ａｏｏ邋＝邋２０ＧＨｚ，Ａ＜ｐ逡逑取為０。對于波長１．０ｐｍ的激光，該１００個縱模對應(yīng)的光譜寬度約為６．６ｎｍ，其變逡逑換極限的時間寬度約為４００￣５００ｆｓ。逡逑（｜＞）邋１２０逡逑

Ｅ（ｔ）邋＝邋￡＂０ｅｘｐ（—ａｔ２邋＋邋ｈｔ２）邐（１．９）逡逑圖１．２給出了該脈沖的電場軌跡，可以看出瞬時頻率在脈沖內(nèi)逐漸增大。將逡逑二次相位對時間求導(dǎo)，得到脈沖內(nèi)頻率隨時間變化關(guān)系為：逡逑ｖ（ｔ）邋＝邐（１．１０）逡逑Ｉｔ逡逑５逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

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本文編號：2722090