2μm波段大正色散光纖設(shè)計(jì)及其在鎖模激光器中的研究.pdf

1、2μm波段的摻銩(Tm)鎖模光纖激光器具有輸出功率高、尺寸小、效率高、寬帶可調(diào)諧等諸多特點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)及軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 然而，受到孤子面積定理和頻譜邊帶的限制，被動(dòng)鎖模光纖激光器產(chǎn)生的孤子脈沖能量通常小于0.1 nJ。為了能夠大幅度提高鎖模激光器的脈沖能量，人們提出一些激光器方案和結(jié)構(gòu)。其中，正色散鎖模光纖激光器能夠輸出高能量脈沖而成為近期研究的熱點(diǎn)。但是，對(duì)于2μm波段，常規(guī)光纖的群速度色散是負(fù)值。所

2、以，要設(shè)計(jì)出一個(gè)能產(chǎn)生很大正常色散的光纖腔，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
　　 本文基于中紅外高功率鎖模光纖激光器的發(fā)展需求，理論研究了2μm波段大正色散光纖的設(shè)計(jì)及其在鎖模激光器中的應(yīng)用，取得了如下主要成果:
　　 第一，理論研究了石英微納光纖在2μm波段的群速度色散特性及其調(diào)控方法。
　　 基于光波導(dǎo)理論，推導(dǎo)得到了不同結(jié)構(gòu)微納光纖所滿足的超越方程，獲得了石英微納光纖在2μm波段的群速度色散特性及規(guī)律，并闡明了影響群

3、速度色散的各種因素。研究結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)合理設(shè)計(jì)，常規(guī)光纖經(jīng)過(guò)拉錐，可以獲得大于3000 ps2/km的群速度色散值。而且，通過(guò)引入薄介電層，可以對(duì)其波導(dǎo)色散進(jìn)行調(diào)控。薄介電層折射率越大，對(duì)應(yīng)的厚度越厚，其群速度色散值越大，且最大群速度色散值對(duì)應(yīng)的芯徑減小。
　　 第二，數(shù)值模擬了基于大正色散光纖元件的被動(dòng)鎖模摻銩光纖激光器，并討論了其輸出特性和規(guī)律。
　　 推導(dǎo)了光纖中脈沖傳輸遵循的非線性薛定諤方程，完善了摻銩正色散鎖模