2μm波段大正色散光纖設計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、寬帶可調諧等諸多特點，在醫(yī)學、光譜學及軍事等領域具有重要的應用價值。
　　 然而，受到孤子面積定理和頻譜邊帶的限制，被動鎖模光纖激光器產(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構。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。但是，對于2μm波段，常規(guī)光纖的群速度色散是負值。所

2、以，要設計出一個能產(chǎn)生很大正常色散的光纖腔，這是一個很大的挑戰(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計及其在鎖模激光器中的應用，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控方法。
　　 基于光波導理論，推導得到了不同結構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。研究結果表明，經(jīng)過合理設計，常規(guī)光纖經(jīng)過拉錐，可以獲得大于3000 ps2/km的群速度色散值。而且，通過引入薄介電層，可以對其波導色散進行調控。薄介電層折射率越大，對應的厚度越厚，其群速度色散值越大，且最大群速度色散值對應的芯徑減小。
　　 第二，數(shù)值模擬了基于大正色散光纖元件的被動鎖模摻銩光纖激光器，并討論了其輸出特性和規(guī)律。
　　 推導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