本文關(guān)鍵詞：方波脈沖輸出的被動(dòng)鎖模光纖激光器研究　出處：《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 光纖激光器 被動(dòng)鎖模 方波脈沖 耗散孤子 高能量脈沖

【摘要】：光纖激光器以其結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、增益特性好、轉(zhuǎn)換效率高、閾值低以及穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)而吸引了廣泛且深入的研究,在如光學(xué)頻率梳、光纖傳感、激光加工等科研和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了大量的應(yīng)用。光纖激光器中的傳統(tǒng)色散孤子通常工作在反常色散區(qū),利用腔內(nèi)反常色散和非線性效應(yīng)的平衡實(shí)現(xiàn)脈沖的穩(wěn)定。然而受孤子面積理論限制,色散孤子的能量通常限制在0.1nJ左右,更大的脈沖能量將導(dǎo)致光波分裂。近年來(lái),工作于正常色散區(qū)的耗散孤子脈沖光纖激光器引起了研究者的極大興趣。耗散孤子脈沖的建立依賴于激光器系統(tǒng)的增益和損耗的平衡,因?yàn)槲锢硪?guī)律不同而突破了色散孤子光纖激光器中的能量限制,因此基于耗散孤子脈沖的研究對(duì)于光纖激光器而言具有深遠(yuǎn)的實(shí)際意義和廣闊的應(yīng)用前景。本論文的工作主要圍繞一種新型的耗散孤子光纖激光器——被動(dòng)鎖模方波脈沖光纖激光器展開(kāi)研究。這種新型光纖激光器具有頂部平坦、前后沿陡峭的輸出脈沖,當(dāng)增大泵浦時(shí)單脈沖能量隨泵浦功率線性地增大而輸出脈沖仍保持方形。本文主要研究了這種方波脈沖的形成機(jī)制,脈沖峰值功率、脈沖寬度以及光譜等激光輸出特性與諧振腔參數(shù)之間的關(guān)系。具體研究?jī)?nèi)容如下：1. 實(shí)驗(yàn)研究了8字腔結(jié)構(gòu)被動(dòng)鎖模光纖激光器中方波脈沖脈寬及峰值功率與腔參數(shù)的關(guān)系,采用雙泵浦的8字腔結(jié)構(gòu)光纖激光器首次獲得了脈寬在5.6-30.4ns,峰值功率從4.5W到8.3W的范圍內(nèi)獨(dú)立連續(xù)可調(diào)的方波脈沖,并使用非線性薛定諤方程從理論上分析了這種方波脈沖的產(chǎn)生機(jī)理,從增益飽和效應(yīng)的角度討論了方波脈沖的脈寬調(diào)諧以及峰值功率調(diào)諧的現(xiàn)象。2. 實(shí)驗(yàn)研究了1.5μm波段方波脈沖斬波后的光譜變化,通過(guò)觀察在方波脈沖不同部位斬波后的光譜結(jié)果分析了方波脈沖的啁啾特性,對(duì)已有的方波脈沖斬波實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了補(bǔ)充。3.研究了1.0μm波段8字腔結(jié)構(gòu)方波脈沖光纖激光器的光譜特性,提出了兩種在1.0μm波段8字腔結(jié)構(gòu)的光纖激光器中獲得寬光譜方波脈沖的方法。其中,引入大色散的方法可得到脈寬在百納秒量級(jí)可調(diào)、3dB譜寬接近1nm的較寬光譜方波脈沖；引入非線性效應(yīng)的方法得到脈寬在十納秒量級(jí)可調(diào),3dB譜寬約2.4nm,頂部平坦且穩(wěn)定,前后沿陡峭的方波脈沖。4.采用雙光束干涉的方法研究了不同激光器輸出的相干特性。發(fā)現(xiàn)了1.0μm波段窄光譜方波激光器與1.0μm波段較寬光譜方波激光器輸出脈沖在相干特性上的差異,并使用非線性薛定諤方程從理論上分析了這兩種方波脈沖相干性不同的內(nèi)在原因,揭示了1.0μm波段寬光譜方波與窄光譜方波不同的形成過(guò)程。5.針對(duì)被動(dòng)鎖模光纖激光器自啟動(dòng)困難、意外丟失鎖模狀態(tài)后無(wú)法自動(dòng)找回鎖模狀態(tài)的問(wèn)題,設(shè)計(jì)并搭建了具有激光器狀態(tài)監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定鎖模狀態(tài)識(shí)別和自動(dòng)尋找鎖模狀態(tài)功能的被動(dòng)鎖模光纖激光器反饋控制系統(tǒng)。本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：1.提出了一種新型的雙泵浦結(jié)構(gòu)8字腔光纖激光器,首次獲得了脈沖寬度與峰值功率均可調(diào)諧的方波脈沖。并通過(guò)數(shù)值模擬分析了這種方波脈沖的產(chǎn)生機(jī)理,從增益飽和效應(yīng)的角度解釋了方波脈沖的脈寬調(diào)諧以及峰值功率調(diào)諧的現(xiàn)象。2. 實(shí)驗(yàn)研究了方波脈沖光纖激光器的光譜特性,提出了兩種在1.0μm波段8字腔結(jié)構(gòu)的光纖激光器中產(chǎn)生較寬光譜方波脈沖的方法。3. 采用雙光束干涉的方法研究了1.0μm波段光纖激光器輸出方波脈沖的相干特性。發(fā)現(xiàn)了窄光譜方波脈沖與較寬光譜方波脈沖在相干特性上的差異,并使用非線性薛定諤方程分析了這兩種方波脈沖的形成過(guò)程及其相干性不同的內(nèi)在原因。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN248

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊青,俞本立,甄勝來(lái),孫志培,吳海濱;光纖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀[J];光電子技術(shù)與信息;2002年05期

2 朱萬(wàn)彬,潘玉寨,楊慶鑫,王立軍;光纖激光器的發(fā)展[J];光機(jī)電信息;2002年04期

3 曉晨;2002年光纖激光器研究與應(yīng)用最新進(jìn)展研討會(huì)[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年08期

4 譚中偉,傅永軍,劉艷,寧提綱,裴麗,簡(jiǎn)水生;光纖激光器研究和進(jìn)展[J];現(xiàn)代有線傳輸;2002年01期

5 譚中偉,劉艷,傅永軍,寧提綱,裴麗,簡(jiǎn)水生;光纖激光器的混沌現(xiàn)象分析[J];中國(guó)激光;2003年04期

6 ;光纖激光器[J];光機(jī)電信息;2003年06期

7 宋曉舒;光纖激光器在空軍中的應(yīng)用[J];光機(jī)電信息;2003年11期

8 張德龍;具有潛在工業(yè)應(yīng)用前景的光纖激光器[J];光機(jī)電信息;2004年03期

9 劉美紅;共摻驅(qū)動(dòng)2μm光纖激光器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2004年11期

10 陳曉燕;;光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用[J];電子元器件應(yīng)用;2004年11期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳文華;冉洋;熊松松;陳鑫;;光纖激光器的醫(yī)療應(yīng)用研究[A];2009年先進(jìn)光學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用研討會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2009年

2 陳曉燕;;光纖激光器的發(fā)展與應(yīng)用[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)第十三屆電子元件學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

3 曲宙;李秋實(shí);曲偉;趙崇光;;淺析高功率光纖激光器的應(yīng)用[A];科技創(chuàng)新與節(jié)能減排——吉林省第五屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2008年

4 閆大鵬;李成;李立波;劉曉旭;;大功率光纖激光器的產(chǎn)業(yè)化國(guó)產(chǎn)化解決方案[A];科技引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)、支撐跨越發(fā)展——第六屆湖北科技論壇論文集萃[C];2011年

5 劉俊剛;羅君;歐代永;;光纖激光器的發(fā)展動(dòng)態(tài)和應(yīng)用前景[A];全國(guó)第十二次光纖通信暨第十三屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

6 王志華;;光纖激光器應(yīng)用綜述[A];上海市激光學(xué)會(huì)2005年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2005年

7 侯靜;肖瑞;陳子倫;張斌;;3路光纖激光器陣列相干合成輸出[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

8 劉艷格;董孝義;袁樹(shù)忠;開(kāi)桂云;劉波;付圣貴;王志;;全光纖激光器與放大器研究(特邀)[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 季恒;楊四剛;尹飛飛;謝世鐘;;一種基于等效相移的新型雙波長(zhǎng)光纖激光器[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

10 劉雪明;;光克爾效應(yīng)的能量自穩(wěn)定理論及在光纖激光器的應(yīng)用[A];全國(guó)第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 戴勁松;具有國(guó)際先進(jìn)水平的光纖激光器問(wèn)世[N];大眾科技報(bào);2007年

2 記者 涂亞卓　通訊員 廖巧玲 實(shí)習(xí)生 余笑寒;高性能光纖激光器開(kāi)發(fā)成功[N];湖北日?qǐng)?bào);2008年

3 戴勁松;我國(guó)自主研發(fā)高性能光纖激光器打破國(guó)際壟斷格局[N];大眾科技報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 胡Z，

本文編號(hào)：1350466