检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：陈广伟中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)

学位级别：博士

自1966年被DeMaria及Stetser等人在钕玻璃激光器中首次实现后,锁模激光脉冲因其超短持续时间、高峰值功率、宽光谱带宽和高光束质量等优良、迷人的特性受到了材料学、生物医学、光子学等领域研究人员的青睐。锁模光纤激光器作为许多光... 详细信息

自1966年被DeMaria及Stetser等人在钕玻璃激光器中首次实现后,锁模激光脉冲因其超短持续时间、高峰值功率、宽光谱带宽和高光束质量等优良、迷人的特性受到了材料学、生物医学、光子学等领域研究人员的青睐。锁模光纤激光器作为许多光子系统的基本构件,已成功应用于工业、医疗和科学研究中,也为光子系统的高集成度提供了新的机遇和挑战。作为实现锁模的关键器件,饱和吸收体的发展和需求也遇到了新的难题和瓶颈。近年来,非线性开关技术,特别是多模光纤中的非线性多模干涉(nonlinear multimode interference,NL-MMI)效应为饱和吸收体的高损伤阈值和高集成度的实现带来了福音。本论文以被动锁模光纤激光器为载体,系统地研究了NL-MMI效应的饱和吸收特性,从理论、数值模拟和实验方面证明了基于NL-MMI效应实现稳定锁模的技术方法,并得到了高能量的锁模脉冲。最后,实验上发现了“怪波”、多峰脉冲等特殊的非线性现象,数值模拟了偏振模色散对脉冲能量和包络特性的调控机制。本论文的主要研究内容包括:1.实现了基于NL-MMI效应的的调Q锁模光纤激光脉冲输出,研究了调控锁模脉冲稳定性的技术方法。实验上首次得到了基于NL-MMI效应的调Q锁模脉冲,实现了对调Q包络30%的调制深度变化量调控,发现了调Q锁模脉冲矩形包络的动态演化现象;理论分析了抑制锁模脉冲调Q不稳定性的技术方法,讨论了饱和吸收体调制深度以及泵浦功率等参数对锁模状态稳定性的调控作用。2.实验验证了调控锁模脉冲稳定性的技术方法,得到了1034 nm和1560 nm波段稳定的孤子脉冲输出。在1微米波段使用高增益掺杂光纤得到了2.7ps的啁啾耗散孤子;通过调控饱和吸收体参数在1566 nm波段实现了1.3ps的传统孤子。实验得到了1570 nm波段的耗散孤子,时间带宽积为24.6,数值模拟了引起啁啾耗散孤子不稳定性的影响因素。3.得到了高能量的锁模脉冲输出,揭示了基于NL-MMI效应的光纤激光器中不同锁模状态转换的物理机制。实验得到了最大脉冲能量为0.38 nJ的传统孤子,突破了传统孤子脉冲能量理论极限,并得到了输出能量高达4 nJ的展宽脉冲。提出了多模光纤中“基模”(principle modes)对谐振腔内总色散量的调控机制,数值分析了偏振对锁模状态的转换作用;借助时间拉伸-傅里叶变换超快测量技术,表征了孤子脉冲的动力学过程,发现了多模光纤对脉冲能量的重新分配以及走离效应的抑制作用。4.发现了传统孤子到展宽脉冲过渡区的新奇非线性现象。实验上观察到了光学“怪波”的现象,得到了最大脉冲强度与有效波高比值θ=2.5的高能量脉冲,揭示了高能量传统孤子过渡到更高能量展宽脉冲的物理机制;发现了双峰、三峰到单峰脉冲的连续演化现象。提出了偏振模色散调控“怪波”和多峰脉冲产生的激光物理机制,建立了相应的理论模型;数值模拟结果表明,偏振模色散增大到0.074 ps时,出现了比值因子θ高达4.5的“怪波”脉冲;当偏振模色散为0.046 ps时,得到了动态演化的双峰及多峰脉冲。

关键词：锁模光纤激光器非线性多模干涉孤子怪波饱和吸收体高能量调Q锁模偏振模色散

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于非线性多模干涉的被动锁模光纤激光器的研究

基于非线性多模干涉的被动锁模光纤激光器的研究

引用

作者：邹志明哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

被动锁模光纤激光器具有体积简洁紧凑、抗干扰性强、光束质量优良等优点,在高性能光纤传感、高精度光谱测量分析、高精度精密加工、激光医疗、高容量光纤通信、激光医疗器械等方面有着广泛的应用。可饱和吸收体(SA)是其核心器件,能将连... 详细信息

被动锁模光纤激光器具有体积简洁紧凑、抗干扰性强、光束质量优良等优点,在高性能光纤传感、高精度光谱测量分析、高精度精密加工、激光医疗、高容量光纤通信、激光医疗器械等方面有着广泛的应用。可饱和吸收体(SA)是其核心器件,能将连续光转换成脉冲。迄今为止,不同类型的SA被相继报道。本文主要研究了基于二维材料SA和优化后的非线性偏振旋转(NPR)效应被动锁模光纤激光器,实现了不同的脉冲输出。提出了一种基于非线性多模干涉(NL-MMI)结构对称的多模光纤混合结构SA,获得了传统飞秒孤子和多种多孤子输出,拓展了光纤激光器的被动锁模方式。本文主要研究两种二维材料在倏逝场与激光相互作用下光纤激光器的性能并分析其优缺点,分别采用二硫化钼(Mo S2)、硒铋氧化物(Bi2O2Se)等制备SA锁模器件,并测试其在接入光纤激光器后的脉冲输出表现。由于材料转移到拉锥光纤倏逝场的工艺原因,制备的二维材料SA锁模性能表现不佳,对光纤激光器只能起着增加损耗的效果,脉冲输出现象较少——分别基于二硫化钼、硒铋氧化物实现了暗脉冲和16次谐波亮暗脉冲对的输出。实验探究引入可调衰减器(VOA)的NPR被动锁模光纤激光器获得多种孤子现象并研究了不同泵浦功率下该激光器的输出光谱的稳定性及超宽光谱输出。本文提出一种基于NL-MMI的多模光纤混合结构SA,具有结构简单、成本较低等优点并解除了接入时方向性选择问题。通过不断优化多模光纤之间的长度和参数从而实现该SA锁模器件的最佳性能,并实验研究基于该多模光纤结构SA被动锁模光纤激光器的输出表现。在不同的锁模状态下,观测到不同的锁模脉冲输出——传统飞秒孤子、非传统孤子雨、高次谐波(HML)、不同脉冲间隔分布的孤子簇、不同阶数以及脉冲间距不一致束缚态孤子、相干性较差的类噪声脉冲(NLP)等多种孤子输出现象并对其进行理论机理分析与讨论。利用优化腔内参数的手段,在实验上获得了三次谐波双波长暗亮脉冲对输出并且验证了亮暗脉冲在偏振状态上是彼此正交的特点。本文的研究工作将为获得锁模光纤激光器提供了一定的参考方案,对基于非线性多模干涉的多模光纤混合结构锁模技术领域的应用有指导意义。

关键词：飞秒孤子非线性多模干涉光纤激光器多孤子

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于非线性光纤环形镜及多模干涉效应的976 nm锁模光纤激光器研究

基于非线性光纤环形镜及多模干涉效应的976 nm锁模光纤激光器研究

引用

作者：陈鸿毅深圳大学

学位级别：硕士

976 nm光纤激光器有着结构紧凑、稳定性高、输出光束质量好等优点,在科研以及工业加工等领域有着重要的应用价值。其可作为掺镱或掺铒光纤激光器的优质泵浦源,产生可见光、近红外以及中红外激光。也可以通过非线性频率转换产生蓝光及紫... 详细信息

976 nm光纤激光器有着结构紧凑、稳定性高、输出光束质量好等优点,在科研以及工业加工等领域有着重要的应用价值。其可作为掺镱或掺铒光纤激光器的优质泵浦源,产生可见光、近红外以及中红外激光。也可以通过非线性频率转换产生蓝光及紫外激光,在水下通信及高精度加工领域有着潜在的应用价值,因此本文围绕976 nm脉冲光纤激光器进行了以下研究: 1)研制了基于非线性光纤环形镜的976 nm“9”字腔锁模光纤激光器。使用光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,FBG)作为腔镜,实现了类噪声脉冲(noise-like pulse,NLP)输出,丰富了976 nm波段的脉冲类型。进一步研究该NLP在不同泵浦功率的脉冲特性变化,脉冲能量以及脉冲宽度均随着泵浦功率的增大而增大,但是其自相关曲线中的相干尖峰宽度随泵浦功率的增大而减小。在环形镜中加长无源光纤,系统输出耗散孤子共振(dissipative soliton resonance,DSR)脉冲,同时也观察到了DSR的分裂现象。使用反射带宽更宽的光纤端面镜(fiber ending mirror,FEM),激光器能够输出的脉冲类型更加丰富。在不同的偏振控制器状态及泵浦功率下可以获得DSR脉冲、NLP以及双波长锁模,可以作为优质的双频梳光源,在光纤传感、物质吸收谱测量、激光测距以及光纤陀螺仪等方面有着重要的应用价值。 2)研制了基于非线性多模干涉(nonlinear multimode interference,NL-MMI)效应的976 nm锁模光纤激光器。在渐变折射率多模光纤(graded-index multimode fiber,GIMF)处于拉伸状态时实现了耗散孤子(dissipative soliton,DS)脉冲输出;在GIMF处于弯曲状态时实现了DS与NLP之间的可切换输出,并且也实现了二次谐波锁模输出。据我们所知,这是首次在976 nm实现基于NL-MMI的脉冲类型可切换锁模光纤激光器。该研究为实现脉冲类型可调的976 nm光纤激光器提供了一个简单且经济的解决方案,并且在耗散孤子和类噪声脉冲的脉冲动力学研究方面有潜在的应用价值。

关键词：锁模光纤激光器非线性光学环镜非线性多模干涉脉冲类型可切换

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于多模干涉的全光纤结构单腔双光梳激光器关键技术研究

基于多模干涉的全光纤结构单腔双光梳激光器关键技术研究

引用

作者：张效尘长春理工大学

学位级别：硕士

1999年,基于超快激光和飞秒激光器的技术基础,光学频率梳应用而生。目前其最主要的应用之一就是通过两台光梳进行异步光取样的双光梳光谱技术,不过该技术需要使用的系统十分复杂,体积庞大,造价昂贵。为了解决这些问题,在同一个谐振腔内... 详细信息

1999年,基于超快激光和飞秒激光器的技术基础,光学频率梳应用而生。目前其最主要的应用之一就是通过两台光梳进行异步光取样的双光梳光谱技术,不过该技术需要使用的系统十分复杂,体积庞大,造价昂贵。为了解决这些问题,在同一个谐振腔内输出异步双脉冲的单腔双光梳方案被提出,并且许多实验都取得了初步的效果。然而由于单腔双光梳只运用一个激光谐振腔,需要多余的器件或者更多的泵浦源来使单脉冲变成双脉冲,这意味着遭受更多的器件间干扰以及结构紧凑性的缺失。为了使得单腔双光梳的结构进一步简化,本文旨在探究锁模器件与波长复用器件结合的可能性,并探索出在减少腔内器件数量,提高紧凑性的前提下,依旧具备高稳定性异步脉冲输出的全光纤结构单腔双光梳激光器方案。主要展开了以下几方面的研究:1.本文分析介绍了目前主要实现单腔双光梳的几种方式,多数运用二维材料进行锁模,波长/偏振复用器件进行异步双脉冲输出,或者以双泵浦双方向注入以达成双脉冲输出。这些方案中多数运用损伤阈值偏低的可饱和吸收体,且需额外使用滤波/偏振器件,有的甚至需要多套锁模器件。基于以上分析,本文探究了基于非线性多模干涉效应（nonlinear multimode interference,NL-MMI）的锁模原理,描述了其在锁模激光器上的优势:锁模阈值低,抗损伤性更强,更重要的是它同时具备滤波效果,为锁模器件与滤波器件的结合打下理论基础。2.为使得单个非线性多模干涉器件同时拥有锁模和滤波两种功能,本文通过引入同样具备非线性多模干涉效应的拉锥微纳光纤,成功提出了一种新型器件:单模光纤-渐变折射率多模拉锥微纳光纤-单模光纤（tapered-SMS,T-SMS）,使用模拟软件成功验证了其具备更强的非线性多模干涉效应以及滤波效应。本文运用该器件进行了单腔双光梳激光器的搭建,泵浦功率在220 m W时于1533 nm和1556 nm实现稳定的双波长输出,3 d B带宽分别为2.16 nm和8.14 nm,中心频率分别为39.8757 MHz与39.8786MHz,信噪比约60 d B,并进行了频率差稳定性和相干性测试。3.针对实际实验中单腔双光梳出现的连续光分量过多与锁模阈值偏高等影响单腔双光梳输出质量的问题,本文采用异质结材料与T-SMS相结合的混合锁模方法,通过将Bi2Te3和Sb2Te3制备的成横向异质结构滴加沉积在T-SMS表面,成功制备出混合锁模可饱和吸收体并运用在单腔双光梳中,显著降低了锁模阈值,在160 m W左右就能实现双波长锁模操作。同时使用光谱仪观察单腔双光梳的输出,其光谱明显更加平滑,有效减少了连续光分量,并在稳定性测量中证实了该混合锁模激光器依旧保持了较高的频率差稳定性和高相干性。

关键词：锁模光纤激光器单腔双光梳非线性多模干涉波长可调谐

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

渐变折射率多模光纤锁模技术的研究现状与展望(特邀)

引用

光子学报 2020年第11期49卷 34-44页

作者：王屹山赵凤艳王虎山胡晓鸿张伟张挺冯野中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室西安710119 福建工程学院信息科学与工程学院福州350118

本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件,光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级,同时可实现时空锁模运转.渐变折射... 详细信息

本文综述了基于渐变折射率多模光纤可饱和吸收体的全光纤锁模激光超短脉冲与束缚态孤子产生机理与技术研究现状.采用这种新型全光纤结构的锁模调制器件,光纤激光器可输出传统孤子的单脉冲能量达nJ量级,同时可实现时空锁模运转.渐变折射率多模光纤作为全光纤非线性可饱和吸收体在激光器中具有重要的研究意义和广泛的应用,为更高能量超短脉冲的产生提供了一条重要技术途径.

关键词：光纤激光器锁模渐变折射率多模光纤可饱和吸收体非线性多模干涉

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于渐变折射率多模光纤的锁模光纤激光器

引用

光学学报 2024年第20期44卷 143-150页

作者：涂倩朱云瀚常建华苏友朋陆天一南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044

结合渐变折射率多模光纤的可饱和吸收效应和马赫-曾德尔干涉滤波效应,提出了一种渐变折射率多模光纤-单模光纤-渐变折射率多模光纤(GIMF-SMF-GIMF)结构,在环形掺铒光纤激光器中实现了单波长可调谐和双波长可切换的锁模脉冲运转。基于GIM... 详细信息

结合渐变折射率多模光纤的可饱和吸收效应和马赫-曾德尔干涉滤波效应,提出了一种渐变折射率多模光纤-单模光纤-渐变折射率多模光纤(GIMF-SMF-GIMF)结构,在环形掺铒光纤激光器中实现了单波长可调谐和双波长可切换的锁模脉冲运转。基于GIMF-SMF-GIMF的锁模结构,获得的波长可调谐范围为1550.9~1558.9 nm,最短脉冲宽度为0.6 ps。在泵浦功率增加至110 mW时,改变腔内激光的偏振态,实现了中心波长1531.6 nm/1556.2 nm处的单、双波长的可切换锁模激光输出。结果表明,基于GIMF-SMF-SIMF的全光纤结构在掺铒光纤激光器中具有波长可调谐和双波长锁模的潜力,对高速大容量光纤通信系统中的多通道光源的设计具有借鉴意义。

关键词：非线性多模干涉孤子锁模光纤激光器滤波效应

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

多模光纤作可饱和吸收体的锁模光纤激光器

引用

光电工程 2021年第5期48卷 33-39页

作者：洪瑶张靓纪海莹孙梦茹王天枢长春理工大学理学院吉林长春130022 长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心吉林长春130022 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

本文报道了一种新兴的锁模方式−多模干涉锁模。这种锁模方式结构简单,搭建方便。在单模光纤激光器中熔接二段短的渐变折射率多模光纤,利用这种单模−多模−单模(SMS)结构的模式干涉效应实现可饱和吸收机制,从而实现锁模脉冲输出。SMS结构... 详细信息

本文报道了一种新兴的锁模方式−多模干涉锁模。这种锁模方式结构简单,搭建方便。在单模光纤激光器中熔接二段短的渐变折射率多模光纤,利用这种单模−多模−单模(SMS)结构的模式干涉效应实现可饱和吸收机制,从而实现锁模脉冲输出。SMS结构实现锁模需要对多模光纤的长度进行精确控制,本文提出将SMS结构缠绕进偏振控制器中,通过理论推导偏振控制器对多模光纤中传输光相位的调控,以实现可饱和吸收效应。在263 mW泵浦功率下实现了24.83 MHz重复频率的传统孤子脉冲输出,其脉冲间隔为40.12 ns,信噪比为50.8 dB,中心波长为1881.7 nm。通过调节偏振控制器和泵浦功率实现孤子分子与传统孤子脉冲的转换。在410 mW的泵浦阈值下实现了25 MHz重复频率的孤子分子脉冲输出,其脉冲间隔为40.3 ns,信噪比为54.4 dB,中心波长为1887.60 nm。

关键词：光纤激光器锁模激光器单模-多模-单模光纤结构非线性多模干涉

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

超快光纤激光器锁模方法及脉冲特性研究

超快光纤激光器锁模方法及脉冲特性研究

引用

作者：程佩芸华中科技大学

学位级别：博士

超快光纤激光器这一类散热快、易集成、短脉宽、高峰值、宽光谱的高效激光器,在通信、医疗、工业以及军事等领域有着广阔的应用前景。要实现短脉冲的输出,一般需要依赖激光器中的调Q或锁模技术。调Q技术所实现的脉冲受限于激光腔内光子... 详细信息

超快光纤激光器这一类散热快、易集成、短脉宽、高峰值、宽光谱的高效激光器,在通信、医疗、工业以及军事等领域有着广阔的应用前景。要实现短脉冲的输出,一般需要依赖激光器中的调Q或锁模技术。调Q技术所实现的脉冲受限于激光腔内光子寿命,一般只能达到微秒到纳秒量级,而锁模技术则可以实现皮秒到飞秒量级的超短脉冲。目前应用广泛的主动锁模技术需要使用电光、声光或者机械调制器件,其结构复杂且成本高昂。可饱和吸收体作为被动锁模技术中促使超短脉冲形成的关键性器件,近些年来也得到了广泛关注和研究。基于半导体可饱和吸收镜、非线性偏振旋转、非线性光环形镜等各种类型的可饱和吸收体被一一发现并应用于光纤激光器中,也获得了各种不同类型的超短脉冲输出。但由于其制作工艺复杂、工作范围受限、稳定性差等问题,难以被广泛应用。随着对不同应用场景下不同类型超快激光器需求的攀升,人们致力于寻找制备简便、灵活可调、特性稳定的可饱和吸收体材料或器件,以实现成本更为低廉、功能多样、结构紧凑、性能稳定的超快光纤激光器。为此,本论文围绕新型可饱和吸收体展开研究,制备了基于磁流体Fe3O4纳米材料和多模光纤干涉结构的可饱和吸收体,观测了其在不同光纤激光器中的调Q和锁模性能,并对激光器输出的不同脉冲状态进行了测量和分析。与此同时,在可饱和吸收体的实验过程还发现了光纤激光器中的偏振畴脉冲以及自锁模脉冲现象,并对其演化过程和形成原理进行了讨论。本论文的主要研究内容包括: （1）研究了Fe3O4纳米颗粒的可饱和吸收特性及其在光纤激光器中的应用。实验制备了Fe3O4纳米材料与光纤连接头集成的“三明治”结构可饱和吸收体,并搭建了基于该可饱和吸收体的掺铒光纤激光器,得到调Q脉冲输出。通过降低材料浓度减小薄膜厚度,改善材料的光学吸收调制特性,在基于Fe3O4可饱和吸收材料的掺铒光纤激光器中,实现了稳定孤子锁模以及调Q锁模脉冲输出。为探究Fe3O4纳米材料在其他波段的吸收特性以及磁场响应特性,将含有Fe3O4纳米颗粒的磁流体材料与拉锥光纤集成,得到了基于磁流体材料的倏逝场型可饱和吸收体,在掺镱光纤激光器中,实现了1030 nm稳定锁模脉冲输出。实验得到的不同波段锁模脉冲均具有皮秒量级脉宽,相比于前人利用该材料实现的纳秒或微秒调Q脉冲,其性能得到了明显提升。实验还测量了外加磁场对该磁流体光纤结构透射谱的影响,研究了基于磁流体和非线性偏振旋转混合锁模的光纤激光器的锁模脉冲光谱对外界磁场的响应特性。（2）研究了基于非线性多模干涉效应的多模光纤可饱和吸收体。将渐变折射率多模光纤与单模光纤进行中心对准熔接,制备得到光纤干涉结构,并通过将多模光纤放入挤压型偏振控制器中引入额外相移,解除了以往多模光纤作为可饱和吸收体时对其长度的高精度要求,获得了灵活可调控的光纤可饱和吸收体。将其接入掺镱光纤激光器中,实现了稳定的耗散孤子锁模、类噪声脉冲以及调Q锁模脉冲等多种类型脉冲输出。随后基于色散傅里叶变换技术,对调Q锁模脉冲光谱进行实时监测,发现其具有周期性的光谱呼吸特性。实验还捕获了激光从连续波到调Q锁模脉冲的启动瞬间,展示了激光经过噪声自脉动、弛豫振荡、剧烈调Q振荡阶段到稳定调Q锁模的独特实时光谱演化过程。此外,使用相同的方法制作了基于少模光纤的新型可饱和吸收体,将其应用于光纤激光器中,同样实现了锁模脉冲输出。（3）实验观测了光纤激光器中的偏振畴和自锁模脉冲现象。在未加入锁模器件以及其他非线性调制器的130米长掺铒光纤激光器中,通过调节腔内偏振控制器和泵浦强度,得到不同状态的偏振畴脉冲以及谐波畴壁脉冲输出。通过微调偏振控制器,实验观测了腔内双折射逐渐变化时偏振畴状态的演变过程。实验发现当双折射减小并趋近于零时,偏振畴会逐步分裂最终演化形成稳定的“巨型”基频自锁模脉冲。根据实验结果推测该自锁模脉冲由偏振畴分裂得到的复杂多子畴脉冲演变而来,与长光纤腔中强烈的偏振模相干交叉耦合等非线性效应有关。

关键词：光纤激光器锁模激光器可饱和吸收体非线性多模干涉调Q锁模脉冲光偏振畴

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

被动锁模环形腔超快孤子光纤激光器及其输出特性研究

被动锁模环形腔超快孤子光纤激光器及其输出特性研究

引用

作者：吴乾超哈尔滨工业大学

学位级别：博士

被动锁模孤子光纤激光器具有转换效率高、成本低、结构紧凑、不用准直、工作环境适应性强等优点,在诸多领域具有广泛的应用。例如,利用它们产生的多波长光孤子能在光纤中稳定传输并维持自身形貌不变,可用于光通信、光纤传感、测量和计... 详细信息

被动锁模孤子光纤激光器具有转换效率高、成本低、结构紧凑、不用准直、工作环境适应性强等优点,在诸多领域具有广泛的应用。例如,利用它们产生的多波长光孤子能在光纤中稳定传输并维持自身形貌不变,可用于光通信、光纤传感、测量和计量等领域。超快孤子光纤激光器也是研究和产生非线性效应的理想工具。为获得满足不同应用的超快孤子光纤激光器,本文通过制备性能优良的可饱和吸收体,设计和优化超快光纤激光器参数,对锁模孤子光纤激光器和超快孤子特性进行深入研究,既包括脉宽、工作波长等静态特性,也包括孤子在形成、传输、演化等动态过程中的非线性动力学特性。最终达到改进超快光纤激光器的性能并对其输出进行调控,如飞秒孤子产生、多波长锁模、高重频输出、输出态可切换以及多通道输出等。本文主要研究内容如下:(1)开展了基于二硫化钼(Mo S2)锁模的超快光纤激光器及其输出特性研究。通过磁控溅射法将Mo S2沉积在拉锥光纤上制作成可饱和吸收体构建超快光纤激光器并对其输出进行调控。Mo S2的可饱和吸收性可用于激光锁模,其高非线性效应可以用于产生多波长、高次谐波以及多分量矢量脉冲。基于Mo S2的双重效应,我们不仅在实验上实现了双波长44次和52次谐波锁模。还发现了一种新型三分量亮-暗-亮(Bright-dark-bright,BDB)矢量脉冲,并进行深入研究。研究表明单个BDB脉冲是由正交的亮脉冲和暗-亮脉冲对组成,这对多分量矢量光纤激光器具有重要意义。(2)开展了基于非线性偏振旋转(Nonlinear polarization rotation,NPR)技术锁模的超快孤子光纤激光器及其输出特性研究,解释了dip-type边带的形成机理和演化特性。在受到Mo S2双重效应的启发,在NPR锁模超快光纤孤子激光器中引入高非线性光纤,设计了一种波长可调、暗脉冲和亮脉冲可切换的双波长光纤激光器。发现了一种与Kelly边带不同的dip-type边带。利用NPR锁模的孤子光纤激光器,对dip-type边带的形成和演化进行了数值仿真和实验研究。提出了一个可以预测dip-type边带位置的理论模型,并指出dip-type边带的形成是由于孤子和色散波之间的局部相消干涉效应引起的。文中严格推导了dip-type边带位置的表达式,表明dip-type边带在频谱上的位置可随着脉冲宽度的变化而变化。通过实验和仿真验证了dip-type边带理论模型的可靠性;实验观察和数值模拟都可以很好地证实理论预测。(3)提出并证明了一种对称突变光纤结构可饱和吸收体(GIMF-SIMFGIMF SA),并开展基于对称突变光纤结构锁模的超快孤子光纤激光器及其输出特性研究。光纤激光器实现了飞秒孤子锁模运转和重复率可调谐。孤子脉宽为333.72 fs,重频在10.29～901 MHz之间可调。为获得满足不同应用要求的脉冲光纤激光器,对基于对称突变光纤锁模的飞秒光纤激光器的多态输出进行了数值仿真和实验研究。光纤激光器可以输出三种不同的光脉冲,即光孤子、二阶束缚态孤子和类噪声脉冲。实验和仿真结果表明,可以通过调节泵浦功率来切换光纤激光器的输出状态。(4)设计并证明了一种可集成的N环形腔超快孤子光纤激光器。为了满足更高的激光器集成度、更低的成本和更全面的功能的设计要求,一种基于光环行器型灵活级联N环形腔(N为整数,N=1,2,3,…,n)飞秒孤子光纤激光器被出并论证。为了证明级联N环形腔光纤激光器的可行性,以N=2的情况为例,设计并研究了级联双环形腔光纤激光器。实验结果表明,每个级联的单环形腔可以独立工作,腔1和腔2输出孤子的脉冲宽度分别为358.6 fs和458.4 fs。可集成N环形腔飞秒光纤激光器的研究对超快光纤激光器的小型化、集成化和多端口输出具有重要意义。

关键词：超快孤子光纤激光器光孤子二硫化钼非线性偏振旋转非线性多模干涉

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于多模光纤的被动锁模激光技术的研究

基于多模光纤的被动锁模激光技术的研究

引用

作者：王静静河北工业大学

学位级别：硕士

超短脉冲激光技术推动了光纤通讯、机械微加工、生物医疗等前沿科研领域的发展。与固体激光器相比,光纤激光器有集成化程度高、运转模式多样化等特点,吸引了研究人员的关注。多模光纤（multimode fiber,MMF）或者不同种类MMF组合即可以... 详细信息

超短脉冲激光技术推动了光纤通讯、机械微加工、生物医疗等前沿科研领域的发展。与固体激光器相比,光纤激光器有集成化程度高、运转模式多样化等特点,吸引了研究人员的关注。多模光纤（multimode fiber,MMF）或者不同种类MMF组合即可以作为可饱和吸收体,实现锁模运转;也可以作为光谱滤波器,获得多波长激光,发挥双重作用,有利于提升光纤激光器的集成化程度。在此背景下,本文从理论、仿真到实验对基于MMF的锁模光纤激光器展开了系统的研究,具体研究内容包括: 1、介绍了光纤的特征参数和特征方程。仿真了导模在纤芯和包层中的能量分布;计算了若干阶线性偏振模式的归一化截止频率;计算了特定归一化频率的MMF可以容纳的线性偏振模式的数量。建立了单模光纤（single mode fiber,SMF）-MMF-SMF结构和SMF-MMF-光子晶体光纤（photonic crystal fiber,PCF）-SMF结构的模型。仿真了MMF和PCF的长度、纤芯直径、传输光束的中心波长等参数对这两种结构内部的干涉周期和光场能量分布的影响。 2、设计了基于SMF-渐变折射率多模光纤（graded index multimode fiber,GIMF）-SMF结构作为可饱和吸收体的光纤激光器。使用自制的双臂测量系统测量了该结构的非线性吸收特性,其调制深度为10.7%,饱和强度为27 MW/cm2。在泵浦功率为90 m W时,激光器实现了稳定的双波长锁模运转。锁模脉冲的重复频率为16.3 MHz,双波长分别为1039.78 nm和1044.66 nm。激光器还实现了稳定的双脉冲锁模和高次谐波锁模运转,其中8阶谐波锁模的重复频率为131 MHz。SMF-GIMF-SMF结构也可以用作滤波器,通过调节偏振状态,实现了多波长激光的切换,其中六波长激光光谱的范围可达28 nm。 3、设计了基于GIMF-PCF结构的光纤激光器,不仅实现了稳定的锁模运转,而且实现了波长的调谐和切换。锁模脉冲的重复频率和信噪比分别为23.7 MHz和49.5 d B。通过调整偏振状态和泵浦功率,实现了波长的调谐和切换。设计了基于非线性多模干涉和非线性偏振旋转效应混合锁模的光纤激光器。锁模脉冲的重复频率和最大输出功率分别为12.8 MHz和44.6 m W。通过调节泵浦功率和偏振状态实现了多脉冲锁模、谐波锁模、脉冲束锁模运转。其中,4阶谐波锁模的最大重复频率为51.5 MHz,脉冲束的子脉冲数量最多为10个。

关键词：非线性多模干涉非线性偏振旋转锁模多模光纤光子晶体光纤

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：