發(fā)布時間：2021-02-20 02:35

　　0.9μm波段單頻激光器具有窄線寬、低噪聲等特點,使得其在遙感、光譜學和原子冷卻等領域的廣泛應用引起了國內外學者的極大關注。0.9μm波段單頻光纖激光器通過非線性頻率轉換不僅可以獲得可見光以及深紫外激光,而且還可以作為摻釹(Nd³⁺)、摻鐿(Yb³⁺)和摻鉺(Er³⁺)激光器的高性能泵浦源。然而,這些激光源的噪聲以及線寬等性能,限制了它們在許多需要窄線寬和低噪聲單頻激光領域的應用。本文研究了0.9μm波段高性能單頻激光器的實現(xiàn),分別為978 nm低噪聲窄線寬單頻光纖激光器,以及通過1870 nm高功率單頻光纖激光器進行空間倍頻獲得的935 nm單頻激光,具體的研究內容和主要成果如下:（1）研究、設計并制作了978 nm DBR短腔單頻光纖激光諧振腔,實現(xiàn)了功率30m W、信噪比（Signal to Nosie Ratio,SNR）大于60 d B、激光線寬6.24 k Hz的單頻光纖激光輸出,其轉換效率達17.3%�；�978 nm單頻光纖激光種子源,采用摻鐿光纖放大器（Ytterbium-Doped Fiber Amp... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐿離子能級結構示意圖

華南理工大學碩士學位論文11雜光纖、空氣包層光纖、光子帶隙光纖等不同的增益光纖結構設計[76]，也應用到了有效的980nm波段光纖激光器和放大器當中。圖2-2不同基質中鐿離子的吸收與發(fā)射截面。（a）磷酸鹽基質光纖；（b）石英基質光纖Fig.2-2AbsorptionandemissioncrosssectionsoftheYb3+ionsindifferenthostmaterials.(a)siliconglassfiber;(b)phosphateglassfiber2.1.2DBR諧振腔實現(xiàn)單頻激光輸出的原理單頻激光輸出的實現(xiàn)方式主要有環(huán)形腔和線性腔兩種[22][23]。環(huán)形腔由于其較長的腔結構，容易受外界干擾而導致輸出激光的性能不穩(wěn)定等問題[26]。而線性腔的腔長較短，有較強的抗外界干擾能力，所以相對來說能夠更容易實現(xiàn)穩(wěn)定的激光輸出[27]。激光諧振腔直接影響著激光器的輸出性能，它不僅提供模式選擇功能，還為激光器提供光學反饋作用，是單頻光纖激光器最重要的部分。按照線性諧振腔結構來劃分類型，又有DFB結構光纖激光器和DBR結構光纖激光器兩種[28][29]。DFB諧振腔由于其光柵刻寫以及熱量積聚等難以克服的缺點，而逐漸被DBR結構的諧振腔所取代[31][32]。圖2-3所示為典型的DBR光纖激光諧振腔的基本結構圖。DBR短線性諧振腔的結構是將一對光纖光柵熔接或直接對接在一小段增益光纖的兩端構成諧振腔，其中反射率較低的光柵作為諧振腔輸出端。根據(jù)激光的模式理論，諧振腔內形成的穩(wěn)定振蕩激光滿足：2=cqnL（2-1）式中為激光頻率，q為正整數(shù)，c為光速，n為增益光纖的折射率，L為諧振腔腔長。相鄰縱模的間隔均相等，可表示為：2qcnL=（2-2）

第二章978nm低噪聲單頻光纖激光器的研究12圖2-4（a）即為激光器諧振腔中各個相鄰縱模間隔的簡要示意圖。圖2-3典型的DBR結構光纖激光諧振腔裝置結構圖Fig.2-3TypicalschematicdiagramofthefiberlaserresonatorwithDBRstructure圖2-4縱模間隔與增益譜半高全寬示意圖。（a）縱模之間的間隔示意圖；（b）增益譜半高全寬示意圖Fig.2-4Longitudinalmodeintervalandhalf-heightfullwidthofgainspectrum.(a)longitudinalmodeinterval;(b)half-heightfullwidthofgainspectrum圖2-4（b）為增益譜半高全寬（FWHM）f的簡要示意圖，f表示為增益譜峰值高度一半時的增益峰寬度。f滿足以下公式：f2c=（2-3）


本文編號：3042088