鎖模光纖激光器在近年來備受關(guān)注,因為它可以產(chǎn)生具有高峰值功率和短脈沖持續(xù)時間的光脈沖,可以作為未來超高速,大容量,長距離光纖系統(tǒng)的理想光源。激光器的穩(wěn)定性和輸出脈沖的重復(fù)頻率是衡量激光器性能的重要指標(biāo)。在常見的被動鎖模激光器中,基于非線性放大環(huán)形鏡的鎖模激光器由于可以實現(xiàn)全保偏光纖結(jié)構(gòu)而對外部環(huán)境不敏感,可以滿足輸出穩(wěn)定脈沖的條件。然而,在提高非線性放大環(huán)形鏡激光器輸出脈沖的重復(fù)頻率這一方向上,到目前為止還沒有報道具有高（>20MHz）重復(fù)頻率的保偏8字腔激光器。因此,為了能進(jìn)一步提高8字腔光纖激光器的重復(fù)頻率,本文在以上的基礎(chǔ)上首先研究通過縮短激光器腔長來提高激光器輸出脈沖重復(fù)頻率這一方案的可行性,其次在8字腔激光器的次環(huán)中引入在1550nm波長附近有很大的正色散系數(shù)的色散補償光纖,最終成功得到重復(fù)頻率為20.38MHz、脈寬為590fs的穩(wěn)定脈沖輸出。論文的主要研究工作以及獲得的成果如下:1.分析了非線性放大環(huán)形鏡激光器的鎖模原理,基于此模型,在光路結(jié)構(gòu)中的主環(huán)中加入色散補償光纖搭建了8字腔的全保偏被動鎖模激光器,得到了重復(fù)頻率為12MHz,脈寬為1.6ps的穩(wěn)定脈沖輸出。2... 

【文章來源】：北京郵電大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１改進(jìn)８字腔鎖模激光器丨３２】??２０１６年美國的１ＭＲＡ公司提到了重復(fù)頻率為８３ＭＨｚ的全保偏９字腔摻鉺??光纖激光器，此激光器的定時抖動為４０ａｓ（１０ｋＨｚ－１０ＭＨｚ）［３３］

?／?波分１￡川器??Ｉ?／??圖１－１改進(jìn)８字腔鎖模激光器丨３２】??２０１６年美國的１ＭＲＡ公司提到了重復(fù)頻率為８３ＭＨｚ的全保偏９字腔摻鉺??光纖激光器，此激光器的定時抖動為４０ａｓ（１０ｋＨｚ－１０ＭＨｚ）［３３］。同年俄羅斯的??Ｂｏｒｏｄｋｉｎ等人展示了他們使用摻鐿光纖搭建的兩個穩(wěn)定脈沖輸出的全保偏激光??器，輸出脈沖分別具有６４０ｐｓ和８５ｐｓ的脈沖寬度，脈沖寬度８５ｐｓ的脈沖具有??〇．７ｎＪ的脈沖能量和５ＭＨｚ的重復(fù)頻率�。常矗荨＃玻埃保赌�，還報道了一種具有１０．４４ＭＨｚ??重復(fù)頻率的自啟動鎖模輯慘雜非線性放大環(huán)形鏡（ＮＡＬＭ，Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?Ａｍｐｌｉｆｙｉｎｇ??Ｌｏｏｐ?Ｍｉｒｒｏｒ）激光器１氣２０１７年北京大學(xué)Ｇｕａｎｙｕ?Ｌｉｕ等人報道了重復(fù)頻率為??３１３ＭＨｚ的摻鐿鎖模光纖激光器，包含相位偏置非線性放大環(huán)形鏡結(jié)構(gòu)，并利??用了腔內(nèi)色散補償機制［３６＞。??ｆｔ?＇／?彼動光纖》．??Ｖｉ—）?＜：＞；?＼?／??圖１－２全保偏８字腔鎖模激光器的實驗原理圖Ｍ??６??

?２０１８年中科院的石俊凱等人提出了在全保偏激光器的ＮＯＬＭ環(huán)中的光纖??的一段引入分光比為１０：９０的耦合器的實驗方案，實驗原理圖如圖１－２所示，??這種激光器得到了重復(fù)頻率為３．６３ＭＨｚ的脈沖輸出［３７］。同年，Ｐ．Ｂｏｗｅｎ等人報??道，基于鉺的非線性放大環(huán)形鏡８字腔激光器具有７．９ＭＨｚ的重復(fù)頻率實??驗原理圖如圖丨－３所示。??＼波分龍器?賴光纖??帶乂＇?ｉｉ－：＼??ｒ?一、、??濾?散＾＿－１??ｍ?Ｖ?光??器?纖??耦?陷??＾?Ｖ?ｖｖｊｒａ??＾?＾??＼?耦介器?／??光?ｉ??／?波分ｉｉ川器??圖１－３?Ｐ．Ｂｏｗｅｎ等人搭建的非線性放大環(huán)形镋８字腔激光器間??表丨－丨不同的鎖模方式的激光器目前輸出脈沖的重復(fù)頻率對比??鎖模方式?重復(fù)頻率??ＳＥＳＡＭ?？３ＧＨｚ??ＮＰＲ?－５００ＭＨｚ??ＮＯＬＭ（９?字腔）?￣３００ＭＨｚ??ＮＯＬＭ（８?字腔）?？１０ＭＨｚ??而為了提高被動鎖模激光器輸出脈沖的重復(fù)頻率，國內(nèi)外在三種常見的被??動鎖模激光器方向上都有著相應(yīng)的研宄，表卜１展示了常見的幾種鎖模方式的??激光器目前輸出脈沖的重復(fù)頻率的情況。在基于可飽和吸收體（ＳＥＳＡＭ，??Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?Ｓａｔｕｒａｂｌｅ?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?Ｍｉｒｒｏｒ）的鎖模激光器方而，由于激光器的??線性結(jié)構(gòu)，較容易實現(xiàn)高重復(fù)頻率脈沖輸出。２０１３年Ｔｏｎｇ?Ｙａｎｇ等人利用可飽??和吸收體鎖模原理搭建的環(huán)形腔激光器輸出了重復(fù)頻率為５００ＭＨｚ的脈沖［３９】。??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]All-polarization-maintaining figure-eight Er-fiber ultrafast laser with a bidirectional output coupler in the loss-imbalanced nonlinear optical loop mirror[J]. 石俊凱,黎堯,高書苑,潘映伶,王國名,紀(jì)榮祎,周維虎.  Chinese Optics Letters. 2018(12)
[2]Compact 517 MHz soliton mode-locked Er-doped fiber ring laser[J]. Jian Zhang,Ziyun Kong,Yizhou Liu,Aimin Wang,Zhigang Zhang.  Photonics Research. 2016(01)
[3]改進(jìn)的非線性放大環(huán)形鏡鎖模激光器研究[J]. 周曉康,宋有建,廖若宇,劉博文,胡明列,柴路,王清月.  中國激光. 2015(12)

碩士論文
[1]高重頻低抖動的鎖模光纖激光器的研究[D]. 黃林豪.北京郵電大學(xué) 2018
[2]非線性放大環(huán)形鏡的超快光纖激光器的研究[D]. 沈園園.北京郵電大學(xué) 2018
[3]基于非線性光學(xué)環(huán)鏡的全保偏光纖激光器研究[D]. 武文爵.北京郵電大學(xué) 2017



本文編號：3611694