本文關(guān)鍵詞：3μm波段超短脈沖光纖激光器關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水分子在3μm波段附近具有很強(qiáng)的吸收峰,與皮膚組織作用時(shí)具有很好的吸收特性,且由于脈沖極短,3μm波段中紅外超短脈沖激光用于激光手術(shù)可以使血液迅速凝結(jié),手術(shù)具有創(chuàng)面小、止血性好、可以快速、準(zhǔn)確的切除外表層組織的優(yōu)點(diǎn),因此3μm波段的中紅外超短脈沖激光在醫(yī)療上有重要應(yīng)用。此外,該波段中紅外激光位于大氣的一個(gè)傳輸窗口中,又由于超短脈沖激光具有極高的瞬時(shí)功率,與光電器件作用時(shí)極易致其瞬間飽和,因此在軍事領(lǐng)域?qū)⒂兄匾膽?yīng)用。由于光纖激光器具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定性好、波長可調(diào)諧范圍大、以及系統(tǒng)維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn),因此研究3μm波段中紅外超短脈沖光纖激光技術(shù)具有很重要意義。目前對3μm波段的中紅外超短脈沖光纖激光器的研究較少。本課題主要針對3μm波段中紅外超短脈沖光纖激光器開展相關(guān)理論研究。首先介紹3μm波段中紅外超短脈沖光纖激光器應(yīng)用以及研究現(xiàn)狀,分析實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的3μm波段超短脈沖的幾項(xiàng)關(guān)鍵因素；其次根據(jù)非線性薛定諤方程建立了基于摻Er~(3+)氟化物光纖的可飽和鎖模光纖振蕩器的數(shù)值分析模型；分別數(shù)值模擬腔內(nèi)凈色散量、可飽和吸收體不飽和損耗、增益光纖長度和摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益四項(xiàng)關(guān)鍵因素對摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定超短脈沖的影響,通過模擬分析實(shí)現(xiàn)3μm波段亞皮秒脈沖的可行性,根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果得到摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器中產(chǎn)生穩(wěn)定鎖模的參數(shù)范圍；然后設(shè)計(jì)石墨烯可飽和吸收體用于3μm波段鎖模,設(shè)計(jì)基于石墨烯可飽和吸收體被動(dòng)鎖模摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器。具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：根據(jù)非線性薛定諤方程建立了基于摻Er~(3+)氟化物光纖的可飽和鎖模光纖振蕩器的數(shù)值分析模型。研究摻Er~(3+)氟化物光線振蕩器參數(shù)優(yōu)化。研究腔內(nèi)凈色散量、可飽和吸收體不飽和損耗、增益光纖長度、摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益對于摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器產(chǎn)生鎖模脈沖寬度、光譜寬度、峰值功率的影響：給出摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定鎖模的最佳參數(shù)范圍。研究基于石墨烯的可飽和吸收體用于3μm波段中紅外超短脈沖鎖模；設(shè)計(jì)基于石墨烯可飽和吸收體被動(dòng)鎖模摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器方案。
【關(guān)鍵詞】：光纖激光器 中紅外 超短脈沖 氟化物光纖
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-23
• 1.1 研究背景和意義8-10
• 1.2 3μm中紅外超短脈沖光纖激光器研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 Er~(3+)摻雜ZBLAN光纖激光器研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 Ho~(3+)-Pr~(3+)共摻ZBLAN光纖激光器研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.3 小結(jié)16-17
• 1.3 基于石墨烯鎖模光纖激光器研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 石墨烯可飽和吸收體的理論17-20
• 1.3.2 石墨烯可飽和吸收體鎖模光纖激光器研究現(xiàn)狀20-21
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容21-23
• 第二章 基于可飽和吸收體被動(dòng)鎖模氟化物光纖激光器理論23-29
• 2.1 鎖模光纖激光器簡介23-25
• 2.1.1 鎖模光纖激光器分類23-24
• 2.1.2 鎖模的物理機(jī)制24-25
• 2.2 基于可飽和吸收體鎖模光纖激光器基本理論模型25-28
• 2.2.1 可飽和吸收體鎖模理論25
• 2.2.2 可飽和吸收體鎖模氟化物光纖激光器基本理論模型25-27
• 2.2.3 分布傅里葉算法27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 3μm亞皮秒氟化物光纖振蕩器優(yōu)化設(shè)計(jì)29-62
• 3.1 腔內(nèi)凈色散量對鎖模脈沖的影響29-36
• 3.1.1 數(shù)值模擬腔內(nèi)凈色散量的變化脈沖演化30-31
• 3.1.2 腔內(nèi)凈色散量對鎖模脈沖脈寬的影響31-33
• 3.1.3 腔內(nèi)凈色散量對鎖模脈沖光譜寬度的影響33-34
• 3.1.4 腔內(nèi)凈色散量對鎖模脈沖峰值功率的影響34-36
• 3.2 不飽和損耗對鎖模脈沖的影響36-46
• 3.2.1 數(shù)值模擬不飽和損耗的變化脈沖演化36-39
• 3.2.2 不飽和損耗對鎖模脈沖寬度的影響39-41
• 3.2.3 不飽和損耗對鎖模脈沖光譜寬度的影響41-43
• 3.2.4 不飽和損耗對鎖模脈沖峰值功率的影響43-46
• 3.3 摻Er~(3+)氟化物增益光纖長度對鎖模脈沖的影響46-54
• 3.3.1 數(shù)值模擬增益光纖長度的變化脈沖演化46-49
• 3.3.2 增益光纖長度對鎖模脈沖寬度的影響49-50
• 3.3.3 增益光纖長度對鎖模脈沖光譜寬度的影響50-52
• 3.3.4 增益光纖長度對鎖模脈沖峰值功率的影響52-54
• 3.4 摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益對鎖模脈沖的影響54-61
• 3.4.1 數(shù)值模擬摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益的變化脈沖演化54-56
• 3.4.2 摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益對鎖模脈沖寬度的影響56-58
• 3.4.3 摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益對鎖模脈沖光譜寬度的影響58-59
• 3.4.4 摻Er~(3+)氟化物光纖小信號(hào)增益對鎖模脈沖峰值功率的影響59-61
• 3.5 本章小結(jié)61-62
• 第四章 摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器方案設(shè)計(jì)62-67
• 4.1 基于石墨烯被動(dòng)鎖模摻Er~(3+)氟化物光纖振蕩器方案設(shè)計(jì)62-64
• 4.2 石墨烯可飽和吸收體用于3μm波段中紅外鎖模的研究64-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 本文的主要研究內(nèi)容67
• 5.2 本文的主要進(jìn)步點(diǎn)67-68
• 5.3 展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 致謝75-76
• 附錄76-77

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