检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：蔡君豪国防科技大学

学位级别：硕士

非线性环形镜锁模光纤激光器是一种基于光纤结构等效可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器。非线性环形镜锁模光纤激光器易于实现全光纤全保偏化,具有低成本、结构紧凑和抗干扰能力强等优点。本文以基于非线性环形镜的全正色散掺镱锁模光... 详细信息

非线性环形镜锁模光纤激光器是一种基于光纤结构等效可饱和吸收体的被动锁模光纤激光器。非线性环形镜锁模光纤激光器易于实现全光纤全保偏化,具有低成本、结构紧凑和抗干扰能力强等优点。本文以基于非线性环形镜的全正色散掺镱锁模光纤激光器为主要研究对象,在对其锁模原理、脉冲特性进行仿真研究的基础上,开展一系列基于非线性环形镜的8字形和哑铃形锁模光纤激光器的实验研究工作。在保持全光纤结构优势的基础上,提升脉冲能量、峰值功率、平均功率等脉冲性能,是本文的主要研究目标。本文获得的主要研究成果如下:建立了非线性环形镜锁模掺镱光纤激光器的分立元件模型,研究了在全正色散区下该模型的锁模脉冲状态在激光器二维参数空间内的分布。在利用分立元件模型对耗散孤子脉冲状态进行严格求解的基础上,首次系统研究了脉冲状态在激光器实际参数空间内的分布。提出了优化滤波器带宽可提高多脉冲产生阈值,发现了非线性环形镜可饱和吸收效应的波长依赖性是产生不稳定锁模的原因之一。对耗散孤子脉冲的线性压缩性能进行了系统分析,提出了传统耗散孤子与耗散孤子共振状态的过渡区域存在很强的线性压缩潜力,并分析了该状态的参数空间分布。在8字形非线性环形镜锁模掺镱光纤激光器实验中,结合仿真计算进行参数优化,得到了首个峰值功率超过1kW的耗散孤子共振脉冲。脉冲可以维持1.1kW的峰值功率,进行48 ps到146 ps范围的脉宽调节。激光器最大输出平均功率1.66W、最大单脉冲能量161 nJ。光谱中心波长1035 nm,3 dB光谱宽度约10 nm。实验与仿真结果达到了较好的吻合。在全保偏哑铃形掺镱锁模光纤激光器实验中,实现了全保偏哑铃形结构的输出脉冲性能提升。根据不同的激光器参数设置,分别实现了从全保偏全光纤哑铃形锁模激光器中直接输出:脉冲能量512 nJ、平均功率2 W的大能量耗散孤子共振脉冲,平均功率4 W、峰值功率600 W的高峰值功率高平均功率耗散孤子共振脉冲。本论文的研究深入探索了全正色散锁模光纤激光器的锁模机理,促进了对耗散孤子脉冲状态的定域问题的研究,对非线性环形镜锁模光纤激光器的设计和实验有直接指导意义。本论文的实验研究对目前的全光纤锁模激光器的输出脉冲性能有较大提升,研究结果可作为高功率种子源,降低后续功率放大的级数,提高系统可靠性,具有良好的应用价值。

关键词：锁模光纤激光器非线性环形镜耗散孤子高性能

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基于非线性环形镜的锁模光纤激光器研究

基于非线性环形镜的锁模光纤激光器研究

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作者：郑凯文电子科技大学

学位级别：硕士

被动锁模光纤激光器具有输出功率高、结构紧凑、稳定性好等优点,被广泛应用于生物医学、材料制造、高速光通信等领域。基于非线性环形镜的锁模光纤激光器因其结构灵活、构建成本低以及易实现全光纤化等优点得到了研究者的关注。非线性... 详细信息

被动锁模光纤激光器具有输出功率高、结构紧凑、稳定性好等优点,被广泛应用于生物医学、材料制造、高速光通信等领域。基于非线性环形镜的锁模光纤激光器因其结构灵活、构建成本低以及易实现全光纤化等优点得到了研究者的关注。非线性环形镜包括非线性光纤环形镜（NOLM）和非线性放大环形镜（NALM）,基于非线性环形镜的光纤激光器可用于输出高能量的耗散孤子共振（DSR）脉冲,其脉冲能量能达到传统孤子的四个数量级以上,具有极高的实际应用价值。本文对基于非线性环形镜的锁模光纤激光器进行了理论和实验研究,主要研究内容总结如下:1.搭建了基于NALM的8字腔掺铒光纤激光器,其为全负色散腔,总腔长为43.8 m,总色散为-1.0 ps2,实现了L波段波长可切换的传统孤子脉冲输出,三个可切换的波长为1577.7 nm、1595.0 nm和1607.9 nm,脉冲重复频率为4.63 MHz,脉宽分别为1.13 ps、1.18 ps和1.08 ps;通过增加NALM环中普通单模光纤的长度,使总腔长达到443.8 m,腔内总色散为-10.2 ps2,实验获得了L波段波长可切换的DSR脉冲输出,脉冲重复频率为455 k Hz,获得的DSR脉冲最大脉宽为233.5 ns,最大单脉冲能量达61.1 n J;实验还研究了DSR脉冲的矢量特性,证实了获得的脉冲为偏振锁定的DSR脉冲。2.将NALM环内普通单模光纤替换为色散补偿光纤,调整后的总腔长为313m,其为净正色散腔,总色散值为1.23 ps2。实验获得了波长可切换的DSR脉冲,可切换的中心波长为1572.9 nm和1603.3 nm,脉冲重复频率为648 k Hz,最大脉冲脉宽达142.8 ns,最大单脉冲能量达45.8 n J。3.采用透过率曲线模型,对基于NOLM的8字腔光纤激光器进行仿真,得到了耗散孤子（DS）脉冲以及DSR脉冲,探究了DSR脉冲的产生条件以及DS脉冲向DSR脉冲的转化过程;使用分立器件模型,数值分析了基于NALM的8字腔光纤激光器中滤波器带宽、环间耦合器的耦合比、NALM中单模光纤的长度及非线性系数对DSR脉冲特性的影响。4.对使用反射镜的9字腔光纤激光器进行数值仿真,得到了DS和DSR脉冲,分析了相移器对脉冲特性的影响;对采用光纤光栅和哑铃型结构的9字腔锁模光纤激光器进行了数值仿真,分析了影响DSR脉冲特性的因素。

关键词：非线性环形镜锁模光纤激光器耗散孤子共振

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基于非线性环形镜的哑铃形锁模光纤激光器的研究

基于非线性环形镜的哑铃形锁模光纤激光器的研究

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作者：杨炳柯国防科学技术大学

学位级别：硕士

哑铃形锁模光纤激光器是一种新型的基于非线性环形镜的被动锁模光纤激光器。本文以哑铃形锁模光纤激光器为主要研究对象,在对其锁模基本原理、结构设计进行探讨的基础上,完成了哑铃形锁模光纤激光器的初步实验研究工作并获得如下主要研... 详细信息

哑铃形锁模光纤激光器是一种新型的基于非线性环形镜的被动锁模光纤激光器。本文以哑铃形锁模光纤激光器为主要研究对象,在对其锁模基本原理、结构设计进行探讨的基础上,完成了哑铃形锁模光纤激光器的初步实验研究工作并获得如下主要研究结果:一、采用双泵源的哑铃形锁模光纤激光器,利用一个NOLM与一个NALM相配合的方式进行锁模,得到了最大输出功率约200mW、单脉冲能量接近20nJ、光谱中心波长在1050nm附近、3dB谱宽十几纳米、重复频率8.85MHz的类噪声锁模激光输出。二、在双泵源的哑铃形锁模光纤激光器中插入带通滤波器引入耗散机制,实现了耗散孤子谐振锁模脉冲输出,得到了输出功率达300mW、单脉冲能量超过40nJ、光谱中心波长约1064nm、3dB谱宽1.2nm、重复频率7.19MHz的耗散孤子谐振锁模输出。三、对NALM和SESAM混合锁模的激光器进行了实验探索,得到了重复频率为9.32MHz,输出功率为10.9mW的脉冲锁模激光。论文研究结果可以加深对新型哑铃形锁模光纤激光器的锁模机理和特性的认识,同时,其输出光具有较高的功率和脉冲能量,可作为高能光纤激光器的种子源,降低后续放大部分的难度,具有较好的实用价值。

关键词：光纤激光锁模非线性环形镜哑铃形

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基于非线性环形镜的高能量被动锁模掺铥光纤激光器研究

基于非线性环形镜的高能量被动锁模掺铥光纤激光器研究

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作者：王杰重庆邮电大学

学位级别：硕士

高能量被动锁模掺铥光纤激光器(Thulium Doped Fiber Laser,TDFL)具有稳定性好、输出能量高和光谱宽等优势,被广泛应用于光电对抗、光通信、医疗手术和材料加工等领域。在众多被动锁模方式中,利用非线性环形镜来产生高能量脉冲的锁模技... 详细信息

高能量被动锁模掺铥光纤激光器(Thulium Doped Fiber Laser,TDFL)具有稳定性好、输出能量高和光谱宽等优势,被广泛应用于光电对抗、光通信、医疗手术和材料加工等领域。在众多被动锁模方式中,利用非线性环形镜来产生高能量脉冲的锁模技术具有结构简单、成本低和集成度高等优点受到研究者的强烈关注。然而,目前在基于非线性环形镜被动锁模TDFL的研究中,还存在输出能量不高,脉冲演化特性研究不够充分的问题,因此,研究基于非线性环形镜的高能量被动锁模TDFL有重要的意义。本文利用非线性环形镜被动锁模技术,在TDFL中实现了多种高能量锁模脉冲输出,并对其脉冲演化特性进行研究。主要工作内容包括: 1.首先,调研了高能量被动锁模TDFL的研究背景及意义,并概述了高能量脉冲获取的两种主要技术;其次,对铥离子能级结构、主要泵浦方式和光谱特性进行了分析,基于分析的结果,确定使用793 nm半导体激光器作为本课题的泵浦方案;然后,分析了影响脉冲形成的主要原因,包括色散和非线性效应,同时介绍了脉冲传输理论和常见的几种锁模脉冲;最后阐述了非线性环形镜被动锁模的原理,并对NOLM的透射率进行了仿真,为后续实验研究提供了理论基础。 2.设计并搭建了基于非线性放大环形镜(Nonlinear Amplifying Loop Mirror,NALM)的被动锁模TDFL。在不同的腔长下,获得了三种锁模脉冲。当激光器的总腔长为30.4 m时,实现了调Q锁模脉冲输出。当腔长为117.4 m时,激光器输出了基础锁模脉冲。随着泵浦功率的增加,基础锁模脉冲形状逐渐呈“椅子”型,在泵浦功率为8.5 W时形成了亮暗脉冲,其单脉冲能量为62.57 n J。当激光器的腔长为197 m时,调节泵浦功率到3 W,激光器输出了多波长亮暗脉冲。亮脉冲和暗脉冲的脉宽分别为4 ns和3.8 ns,光谱的波长数达到10个。继续增加泵浦功率到8W,亮暗脉冲逐渐分离,且测量的宽范围射频(Radio Frequency,RF)频谱存在显著的包络调制现象,其调制频率近似等于亮脉冲和暗脉冲时间间隔的倒数。 3.设计并搭建了基于非线性光纤环形镜(Nonlinear Optical Loop Mirror,NOLM)的被动锁模TDFL。在泵浦功率为4.3 W时,获得了稳定的基础锁模脉冲,其光谱中心波长2018.35 nm、重复频率为4.12 MHz、半高全宽为17.95nm。在泵浦功率为8 W时,单脉冲能量为44.9 n J。为了进一步提高脉冲能量,设计并搭建了基于双NOLM被动锁模的TDFL。当泵浦功率为4.5 W时,实现了高能量类h型脉冲输出,其光谱中心波长为2015.21 nm、重复频率为952 k Hz、半高全宽为19.30 nm。当泵浦功率为8 W时,输出平均功率为390 m W,单脉冲能量为409.7 n J。此外,通过增加泵浦功率,观察到类h型脉冲的展宽现象,其特性与耗散孤子共振脉冲的展宽特性类似,因此,可以承受更高的能量而不发生脉冲分裂。

关键词：高能量亮暗脉冲非线性环形镜掺铥光纤激光器

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非线性放大环形镜的超快光纤激光器的研究

非线性放大环形镜的超快光纤激光器的研究

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作者：沈园园北京邮电大学

学位级别：硕士

光纤激光器与传统的固体激光器相比,具有成本低、结构紧凑、散热性好、稳定性高等特点;同时由于超快光纤激光器具有脉冲窄、光谱宽、峰值功率高的优点,被广泛的应用于各种激光加工领域,因此,如何获得超短脉冲激光输出成为国内外研究的... 详细信息

光纤激光器与传统的固体激光器相比,具有成本低、结构紧凑、散热性好、稳定性高等特点;同时由于超快光纤激光器具有脉冲窄、光谱宽、峰值功率高的优点,被广泛的应用于各种激光加工领域,因此,如何获得超短脉冲激光输出成为国内外研究的热点之一。目前获得超短脉冲的方式主要包括调Q技术和锁模技术,但调Q技术由于受到调制器件本身的限制,很难获得飞秒量级的锁模脉冲,现阶段使用最广泛主要是锁模技术,其中锁模技术包括主动锁模、自锁模和被动锁模等,前两者受外界环境的影响较大,稳定性较差,而被动锁模技术利用腔内非线性光学器件进行锁模调制,具有结构简单、易于集成等优点,成为现阶段主流的锁模技术,但是,目前已报道的被动锁模技术中,基于可饱和吸收体的激光器受到器件本身的限制,寿命较短;基于非线性偏振旋转的激光器中偏振器件抗外界干扰能力较差。而基于“9”字腔的被动锁模激光器,采用一种新型的非线性环形腔结构,该激光器在“8”字腔激光器的基础上极大的缩短了腔长,有利于产生更高重复频率的激光输出。然而,目前主流的“9”字腔激光器中普遍存在自由空间结构,这些自由空间的部分使得激光器易于受到温度、振动等外界因素的干扰,大大降低了激光器的稳定性和抗干扰能力。本文在此基础上进行了深入的研究,通过在环形腔中引入适当的非线性相移,最终得到了全保偏、全光纤、可自启动的被动锁模飞秒光纤激光器。本文的主要研究工作以及获得的成果如下:1.基于非线性放大环形镜的锁模原理,从理论上推导了“8”字腔激光器的锁模原理。2.在理论的指导下,搭建了基于“8”字腔的被动锁模光纤激光器,配合基于腔外光栅对的脉冲压缩技术,成功获得了飞秒量级的输出脉冲。3.改进“8”字腔激光器的结构,打开“8”字腔激光器的次环,缩短腔长并提高重频,同时,在实验环境下验证了基于“9”字腔激光器的新型腔结构,最终获得了全光纤、全保偏、可自启动的超短脉冲光纤激光器。4.进一步验证了“9”字腔激光器内锁模器件的各项参数对锁模机制的影响,包括相移器大小、耦合器的分光比、单模光纤长度等参数,并获得重复频率为96MHz,脉冲宽度为421fs的锁模激光。

关键词：超快光纤激光器锁模技术被动锁模非线性环形镜脉冲压缩

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基于内腔相位调制器的非线性环形镜锁模光纤激光器

基于内腔相位调制器的非线性环形镜锁模光纤激光器

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作者：张磊姜华卫付小虎赵儒臣 201800 上海市嘉定区菊园新区环城路2222号1幢J1911室

一种基于内腔相位调制器的非线性环形镜锁模光纤激光器，包括内腔相位调制器、非线性环形镜、连接耦合器、输出耦合器、有源光纤、泵浦耦合器、以及泵浦源。本实用新型将内腔相位调制器和非线性环形镜结合，通过内腔相位调制器引入的合... 详细信息

标准号: CN211377170U

一种基于内腔相位调制器的非线性环形镜锁模光纤激光器，包括内腔相位调制器、非线性环形镜、连接耦合器、输出耦合器、有源光纤、泵浦耦合器、以及泵浦源。本实用新型将内腔相位调制器和非线性环形镜结合，通过内腔相位调制器引入的合适的相位差来提升激光器锁模自启动性能，还可以实现输出的超短脉冲宽度的调谐。在保持了被动锁模光纤激光器简单紧凑、易于制作、稳定性高等优点的同时实现锁模自启动性能的提升和超短脉冲宽度的连续调谐，具有很大的发展前途和很高的应用价值。

关键词：相位调制器内腔非线性环形镜超短脉冲自启动锁模被动锁模光纤激光器锁模光纤激光器调谐本实用新型泵浦耦合器输出耦合器连接耦合连续调谐激光器泵浦源相位差源光纤紧凑输出引入制作应用

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基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置

基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置

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作者：王文亭李伟刘建国王欣孙文惠王玮钰祝宁华 100083 北京市海淀区清华东路甲35号

本发明公开了一种基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置，该装置包括：锁模脉冲激光器、第一强度调制器、第一码型发生器、第一光耦合器、第一偏振控制器、第二光耦合器、第二偏振控制器、可调光衰减器、光放大器、窄线宽激光器... 详细信息

标准号: CN104181748A

本发明公开了一种基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置，该装置包括：锁模脉冲激光器、第一强度调制器、第一码型发生器、第一光耦合器、第一偏振控制器、第二光耦合器、第二偏振控制器、可调光衰减器、光放大器、窄线宽激光器、半导体光放大器、第三偏振控制器、保偏光纤、第四偏振控制器、光带通滤波器、色散元件、光电探测器、采样示波器、信号源分析仪、第二码型发生器、第二强度调制器。本发明基于光控非线性环形镜产生的微波脉冲信号的相位以及占空比均可调谐，从而克服了传统电子学方法在带宽、重量、体积、电磁干扰等方面的劣势，并突破了电子技术产生高频任意波形微波脉冲信号的瓶颈。

关键词：控制器偏振微波脉冲信号非线性环形镜强度调制器光耦合器发生器光控半导体光放大器锁模脉冲激光器调谐光带通滤波器采样示波器电子学方法调光衰减器光电探测器电磁干扰电子技术光放大器色散元件激光器分析仪信号源保偏空比线宽带宽光纤劣势瓶颈

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基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置

基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置

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作者：王文亭李伟刘建国王欣孙文惠王玮钰祝宁华 100083 北京市海淀区清华东路甲35号

标准号: CN104181748B

关键词：偏振控制器微波脉冲信号非线性环形镜强度调制器光耦合器发生器光控码型半导体光放大器锁模脉冲激光器光带通滤波器可调光衰减器窄线宽激光器采样示波器光电探测器保偏光纤产生装置电磁干扰电子技术光放大器色散元件分析仪可调谐信号源占空比电子学带宽瓶颈

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非线性光纤环形镜的脉冲透过特性研究

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物理学报 2004年第9期53卷 3071-3076页

作者：谈斌李智勇李世忱天津大学精密仪器与光电子工程学院

研究了光纤反常色散区非线性环形镜 (NOLM)的脉冲透过特性 ,得到NOLM周期性透过率函数第一极大值处透过率、压缩比和对应的孤子阶数与环长之间的函数关系图 .通过比较长环和短环NOLM对无啁啾、啁啾脉冲的透过率和压缩比特性。

关键词：非线性环形镜透过率压缩比孤子阶数非线性光开关器件

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非线性光纤环形镜的皮秒及飞秒脉冲开关特性研究

非线性光纤环形镜的皮秒及飞秒脉冲开关特性研究

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作者：于丙涛华南师范大学

学位级别：硕士

随着光通信技术的不断发展，光纤环形镜以其特有的优点已经在当今高码率、大容量光纤系统中得到广泛应用。利用构成非线性环的光纤中发生的不同非线性效应(自相位调制、交叉相位调制与四波混频效应)，可以实现超短脉冲的非线性光开关特... 详细信息

随着光通信技术的不断发展，光纤环形镜以其特有的优点已经在当今高码率、大容量光纤系统中得到广泛应用。利用构成非线性环的光纤中发生的不同非线性效应(自相位调制、交叉相位调制与四波混频效应)，可以实现超短脉冲的非线性光开关特性。本文主要研究了光脉冲在光纤环中的传输，其自相位调制致开关效应的脉冲传输特性。本文的主要研究内容包括如下三个方面： (1)研究了皮秒脉冲在色散渐减变光纤构成的非线性环形腔(DDF-NOLM)中传输特性，对环形腔不同光纤环长度及不同输入功率得到的压缩脉冲进行了分析，在最佳长度处得到的脉冲近于无啁啾脉冲，而且在最佳长度附近较宽的一段范围内，得到的压缩光脉冲都具有较好的脉冲波形及频谱结构，证明了所获得的压缩脉冲在光纤中能够稳定传输。 (2)对色散渐减变光纤构成的非线性环形镜中飞秒光脉冲传输特性进行了深入的研究。研究结果表明，由于受到高阶色散及高阶非线性效应的影响，特别是在受激拉曼自散射效应的影响下，NOLM的开光特性只在一定条件下存在；并且通过对高阶效应的分析比较，发现受激拉曼散射在一定条件下增强了飞秒脉冲的压缩。 (3)研究不同色散递减类型(抛物线递减、线性递减、指数递减)光纤构成的环形腔中传输的特性，发现其色散曲线为指数递减型光纤有利于皮秒光脉冲的传输与压缩；而对于飞秒脉冲，由于三阶色散(TOD)、脉冲拉曼自散射(SRS)及自变陡(SS)等高阶非线性效应的影响，情况恰恰相反；色散曲线为抛物线递减型的光纤构成的光纤环最有利于脉冲传输与压缩。并且通过比较正、负三阶色散分别与拉曼散射效应的相互作用对飞秒脉冲传输特性的影响，发现脉冲拉曼散射与负的三阶色散相互作用更有利于飞秒脉冲的传输与压缩，从而提出了改善了飞秒光脉冲在环形腔中的传输特性的两种方法，进而为“8”字形光纤激光器的优化设计提供了理论指导。

关键词：非线性光纤环形镜飞秒脉冲光纤环镜开关特性受激拉曼散射三阶色散非线性环形镜传输特性环形腔光纤激光器

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