發(fā)布時間：2021-12-15 22:24

　　鎖模激光器作為超短脈沖、高能量光源在軍事武器、醫(yī)學(xué)、工業(yè)加工、激光雷達(dá)等方面具有卓越的性能,而且在光纖傳感、測量以及成像等方面均有不可替代的地位。光纖激光器憑借結(jié)構(gòu)緊湊,便于集成,光束質(zhì)量較好,散熱性好等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn),可調(diào)諧光纖激光器尤其是可調(diào)諧鎖模光纖激光器具有非常重要的研究意義和應(yīng)用價值。本文利用數(shù)字微鏡器件（DMD）作為波長的調(diào)諧器件,并與非線性偏振旋轉(zhuǎn)（NPR）效應(yīng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)了波長可調(diào)諧鎖模摻鐿光纖激光器（YDFL）。本文的研究工作和成果如下:1.介紹鎖模的原理和類型,并對光纖中的被動鎖模技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹,將被動鎖模劃分為實(shí)體可飽和吸收體鎖模和虛擬可飽和吸收體鎖模,并闡述了被動鎖模技術(shù)的原理,分析了不同被動鎖模技術(shù)之間的優(yōu)缺點(diǎn)。2.介紹DMD的結(jié)構(gòu),分析DMD的衍射原理和濾波特性,設(shè)計(jì)基于DMD的濾波系統(tǒng),通過ZEMAX軟件進(jìn)行光路仿真,并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測試DMD濾波系統(tǒng)的濾波特性。將DMD濾波系統(tǒng)應(yīng)用在YDFL中,實(shí)現(xiàn)了中心波長在1048.8nm～1088.4nm范圍內(nèi)可調(diào)的連續(xù)激光輸出,調(diào)諧范圍為39.6nm,各波長的邊模抑制比均在40 dB以上,并且還可以進(jìn)行中心波... 

【文章來源】：中央民族大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１鐿離子能級結(jié)構(gòu)圖??雙包鐿的誕生決了光器功率低的問題，如圖１－２所示，雙包層結(jié)??

浦光轉(zhuǎn)換效率相比Ｙｂ３＋工作在三能級系統(tǒng)時高。為了提高ＹＤＦＬ的工作穩(wěn)定性以及泵浦??光的轉(zhuǎn)換效率，現(xiàn)在的泵浦源大都采用中心波長為９７６ｎｍ的激光器，可以得到較寬的自??發(fā)輻射譜（ＡＳＥ）?在可調(diào)諧激光器中可以獲得更大的波長調(diào)諧范圍。??２Ｆ５／２?一?■?－??Ａ?｜?｜?｜?｜????９１５ｎｍ?１０１０－１１６０ｎｍ??９７６ｎｍ?９７６ｎｍ??１２００ｎｍ??ｗ??２Ｆ５／２?二＝＝工??ｗ??圖１－１鐿離子能級結(jié)構(gòu)圖??雙包層摻鐿光纖的誕生解決了光纖激光器功率低的問題，如圖１－２所示，雙包層結(jié)??構(gòu)的內(nèi)包層將泵浦后的激光束縛在纖芯內(nèi)，外包層的作用就是將泵浦光束縛在內(nèi)包層中，??雙包層結(jié)構(gòu)可以使泵浦光更充分地耦合進(jìn)內(nèi)包層，降低了對泵浦源的要求，使泵浦光可??以更低的損耗地耦合進(jìn)光纖，而且泵浦光在光纖內(nèi)會被多次反射，被Ｙｂ３＋充分吸收，減??少泵浦光殘留，提高雙包層摻鐿光纖的泵浦光利用率。雙包層結(jié)構(gòu)的摻鐿光纖仍在不斷??優(yōu)化，通過改變纖芯的形狀可以使泵浦光被Ｙｂ３＋吸收地更加充分，有利于產(chǎn)生高功率激??光，使光纖激光器打破輸出功率低的瓶頸，因此ＹＤＦＬ具有很重要的應(yīng)用價值１２１，２２］。??內(nèi)包?ｙ?—二二——＾—／Ｃ＾＼??職??圖１－２雙包層光纖結(jié)構(gòu)示意圖??ＹＤＦＬ在產(chǎn)生高功率脈沖激光的應(yīng)用上表現(xiàn)出了卓越性能，而且在軍事武器、醫(yī)學(xué)、??工業(yè)加工、激光雷達(dá)等方面均具有重要的應(yīng)用價值［２３］，并且在光纖傳感、測量以及在成??像方面均有不可替代的地位。波長以及脈沖寬度均可調(diào)諧的鎖模ＹＤＦＬ是一種重要的科??學(xué)探索工具，所以脈沖寬度以及波長可調(diào)的鎖模光纖激光器成為目前的研究熱點(diǎn)。??

與普通波長固定的鎖模光纖激光器相比，波長可調(diào)諧鎖模光纖激光器是在諧振腔內(nèi)??加入不同類型的濾波器，在增益介質(zhì)的ＡＳＥ范圍內(nèi)進(jìn)行波長選擇，從而形成特定波長的??激光，并通過各種方式進(jìn)行諧振腔內(nèi)的模式鎖定形成可調(diào)諧鎖模激光器，下文將介紹波??長可調(diào)諧鎖模光纖激光器的國內(nèi)外研究進(jìn)展。??２０１１年，江蘇省先進(jìn)光學(xué)制造實(shí)驗(yàn)室的Ｘｉａｏ－ＪｕｎＺｈｕ等人首次報(bào)道了可切換雙波長??被動鎖模ＹＤＦＬｔＷ，如圖１－３所示，激光器中使用相移長周期光纖光柵作為激光腔中的??全光纖式光譜濾波器，通過ＮＰＲ結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且可切換的雙波長鎖模實(shí)驗(yàn)，雙波長脈沖??的最大輸出能量為２５．７６?ｎＪ，重復(fù)頻率為２．４９９?ＭＨｚ。??Ｏｕｔｐｕｔ?ｐｏｒｔ??ｃ（？ｌｌｉｎｉａｆｃ？ｒ?２?＾?＾?１??）Ｊ１?，ＪＡ?ＰＢＳ?ｔＪ４??ＰＰＹ?，?ＳＭ?Ｖｂ－ｄｏｐｅｄ?ｆｉｂｅｒ?ＳＭ?ｆｉｂｅｒ??⑥?？幻Ｊ??ＷＤＭ?Ｐｕｍｐ??ｄｉｏｄｅ??圖１?－３使用相移長周期光纖光柵作為光譜濾波器的被動鎖模ＹＤＦＬ??２０１２年，Ｘｉａｏ－ＨｕｉＬｉ等人報(bào)道了利用單壁碳納米管薄膜作為可飽和吸收體，實(shí)現(xiàn)了??波長可調(diào)諧鎖模ＹＤＦＬ［２５Ｉ，如圖１－４所示，將單壁碳納米管夾在兩個光纖端面中間制成??“三明治”結(jié)構(gòu)作為可飽和吸收體。在腔內(nèi)加入一段ＨＩ１０６０光纖，并盤在光纖盤上提高??諧振腔的雙折射效應(yīng)，通過調(diào)節(jié)偏振控制器（ＰＣ）實(shí)現(xiàn)了鎖模波長在１０２５?ｎｍ？１０３７ｎｍ??之間的調(diào)諧，譜寬在１．１?ｎｍ到２．４?ｎｍ之間可調(diào)，重復(fù)頻率為９．４４?ＭＨｚ，脈沖寬度可在??３００ｐｓ？３４６ｐｓ之間調(diào)諧，輸出功率為１．１?ｍＷ，相應(yīng)的單脈沖能量為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]色散管理摻銩光纖激光器高能量脈沖的產(chǎn)生[J]. 趙銘,王天樞.  應(yīng)用光學(xué). 2019(04)
[2]高功率超快光纖激光器研究進(jìn)展[J]. 余霞,羅佳琪,肖曉晟,王攀.  中國激光. 2019(05)
[3]基于數(shù)字微鏡器件的可調(diào)諧摻鉺光纖激光器[J]. 張策,陳根祥,高云舒,于超,呂敏,陳笑,張倩,王義全.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(07)
[4]基于數(shù)字微鏡器件的多通道C波段可調(diào)諧光纖激光器[J]. 艾琪,陳笑,田淼,顏玢玢,宋菲君,陳根祥,桑新柱,王義全.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2014(04)
[5]DMD光柵的衍射特性及其在可調(diào)諧激光中的應(yīng)用[J]. 陳笑,顏玢玢,宋菲君,王義全,肖峰,Kamal Alameh.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(07)
[6]數(shù)字微鏡器件動態(tài)紅外場景投影技術(shù)[J]. 陳建華,朱明,黃德天.  中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué). 2010(04)
[7]激光的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王忠生,王興媛,孫繼鳳.  光機(jī)電信息. 2007(08)
[8]摻鐿雙包層光纖激光器及其泵浦耦合技術(shù)[J]. 姚建銓,任廣軍,張強(qiáng),王鵬.  激光雜志. 2006(05)
[9]高功率光纖激光器的應(yīng)用與展望[J]. 張軍,潘玉寨,胡貴軍,張亮,王立軍.  半導(dǎo)體光電. 2003(04)

博士論文
[1]拓?fù)浣^緣體及其他二維材料的可飽和吸收特性研究[D]. 王祎然.山東大學(xué) 2019
[2]石墨烯類材料鎖模光纖激光器及非線性脈沖動力學(xué)的研究[D]. 程昭晨.北京工業(yè)大學(xué) 2017
[3]全光纖超短脈沖激光器鎖模機(jī)理及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 段利娜.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所) 2016

碩士論文
[1]1.5μm摻鉺超短脈沖鎖模光纖激光器的研究[D]. 林啟蒙.西北大學(xué) 2018
[2]基于八字腔的保偏摻鐿鎖模光纖激光器研究[D]. 石宇航.北京工業(yè)大學(xué) 2018
[3]金納米粒子調(diào)控光纖激光器脈沖特性的研究[D]. 袁雪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]數(shù)字微鏡器件的光學(xué)衍射特性及其應(yīng)用研究[D]. 陳瀛.中央民族大學(xué) 2016
[5]高調(diào)制深度飽和吸收體被動鎖模光纖激光器的研究[D]. 夏晶.湖南大學(xué) 2015
[6]基于數(shù)字微鏡芯片的無模光刻微加工技術(shù)研究[D]. 丁翔宇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[7]非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器中的孤子研究[D]. 曾東彪.電子科技大學(xué) 2013
[8]非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器的理論研究[D]. 付思.北京交通大學(xué) 2013
[9]基于NALM的被動鎖模光纖激光器技術(shù)研究[D]. 吳黎舒.北京交通大學(xué) 2013



本文編號：3537249