2μm鎖模激光光源因其在激光醫(yī)療、人眼安全雷達、環(huán)境監(jiān)測和非金屬加工等領(lǐng)域的廣泛應用而受到極大關(guān)注。作為獲得鎖模脈沖的可飽和吸收材料之一的石墨烯,因在光學和電學方面優(yōu)異的性能而在眾多鎖模材料中脫穎而出。目前,石墨烯鎖模器件的構(gòu)建方法通�？煞譃橥干湫秃头瓷湫蛢纱箢�,但上述兩種方法因存在調(diào)制深度低、難以實現(xiàn)全光纖化運行等顯著缺點,因而不能實現(xiàn)大規(guī)模推廣應用�；谏鲜龅膯栴},本文通過研究光在微納光纖中的傳輸原理,結(jié)合石墨烯材料的優(yōu)異性能,設計了一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯鎖模器件,并在2μm摻銩光纖激光器中對其鎖模特性進行了詳細研究。首先,本文在闡述近十年2μm被動鎖模光纖激光器的基礎(chǔ)上,對鎖模方式、鎖模結(jié)構(gòu)和增益光纖類型等進行了歸納和總結(jié)。以此為基礎(chǔ),本文確立了以環(huán)形腔為諧振腔、793 nm波長激光器為泵浦源、摻銩光纖為增益介質(zhì)、自制的覆石墨烯錐形微納光纖復合波導為鎖模器件的整體方案。為優(yōu)化輸出激光質(zhì)量,腔內(nèi)還被加入隔離器保持光的單向傳輸、標準單模光纖提高激光峰值功率和超大數(shù)值孔徑光纖來補償腔內(nèi)負色散。其次,根據(jù)整體方案的設計,本文針對摻銩光纖激光器的泵浦方案和最佳增益光纖長度進行了優(yōu)化研究。研究... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鎖模光纖激光器環(huán)形腔的典型結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.4 鎖模光纖激光器線形腔的典型結(jié)構(gòu)示意圖1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2 μm 鎖模光纖激光器在構(gòu)成上主要分為泵浦源、摻雜增益光纖、光纖諧振腔和光調(diào)制器四部分。其中，泵浦源和摻雜增益光纖的搭配決定了激光器輸出激光的主要波段，而光調(diào)制器是決定鎖模光纖激光器能否鎖模的關(guān)鍵性器件。目前，實現(xiàn)2 μm波段光源輸出的摻雜增益光纖主要可分為摻銩光纖(Thulium Doped FibeTDF)、摻鈥光纖(Holmium Doped Fiber, HDF)和銩鈥共摻光纖(Thulium HolmiumCo-doped Fiber, THDF)，而要實現(xiàn)激光器鎖模采用的技術(shù)主要分為主動鎖模、被動鎖模以及主被動鎖模相結(jié)合。根據(jù)前面的分析，主動鎖模和主被動混合鎖模光纖激光器都需要在諧振腔內(nèi)引入光纖化程度很低的光調(diào)制器，組建的激光系統(tǒng)不僅體積龐大，而且環(huán)境穩(wěn)定性極差，所以本文最終選擇被動鎖模作為激光器鎖模的技術(shù)。此外，相較于短波段(1.55 μm 波段和 1 μm 波段)，2 μm 波段擁有在水分子

(Cross Relaxation, CR)作用也會隨之提高，這樣，最終得到高效率輸出的激光；而包層泵浦技術(shù)耦合進纖芯，完成高效抽運。由于銩離子擁激發(fā)帶(1.6~2.2 μm)，因此設計摻銩光纖激光器。在確定的泵浦方案下，激光器應該存在一個最烈的吸收作用而降低激光器的輸出功率；過短則過研究銩離子的吸收/發(fā)射特性來確立合適的泵摻銩光纖激光器的速率方程模型，利用龍格-方案下帶 CR 項的泵浦光功率和信號光功率沿，并通過特性曲線找到確定摻雜濃度下的最佳摻相關(guān)特性

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]摻銩光纖激光器的實驗研究[D]. 嵇葉楠.北京交通大學 2009
[2]錐形微納光纖傳輸特性研究[D]. 高淑娟.浙江大學 2008



本文編號：3489473