色散管理被動鎖模摻銩光纖激光器的理論研究.pdf

1、2μm摻銩被動鎖模光纖激光器由于其優(yōu)異的光束質(zhì)量、緊湊的結(jié)構(gòu)、超高的峰值功率，在光通信、醫(yī)學(xué)、光譜學(xué)及軍事等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
　　在2μm波段，石英光纖表現(xiàn)出大負(fù)色散，不采取色散補償，摻銩鎖模光纖激光器將限定為傳統(tǒng)的孤子脈沖運轉(zhuǎn)。通過色散管理，摻銩光纖激光器能夠運轉(zhuǎn)在“呼吸型脈沖”狀態(tài)，尤其是在正色散區(qū)，其輸出的孤子脈沖具有高單脈沖能量。并且，這種“呼吸型”鎖模摻銩光纖激光器腔內(nèi)的脈沖演變與輸出特性并不同于傳統(tǒng)的孤子激光器

2、，系統(tǒng)地研究這種類型的摻銩鎖模光纖激光器的脈沖演變與輸出特性將有利于提升激光器的性能，并將深化人們對高能量超短脈沖摻銩鎖模光纖激光器的認(rèn)識。本文系統(tǒng)地數(shù)值模擬研究了摻銩被動鎖模光纖激光器腔內(nèi)脈沖演變與輸出特性，主要的成果如下:
　　第一，基于全負(fù)色散腔型結(jié)構(gòu)，獲得了穩(wěn)定的單孤子與多孤子脈沖運轉(zhuǎn)。單孤子脈寬為1.99ps，接近傅里葉變換極限，并且該孤子脈沖具有偏振旋轉(zhuǎn)矢量孤子特性;通過調(diào)節(jié)光纖雙折射實現(xiàn)了2μm單孤子脈沖光譜波長可調(diào)

3、諧;數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)采用長單模光纖能夠一定程度地抑制頻譜邊帶。
　　第二，基于色散管理負(fù)色散腔型結(jié)構(gòu)，證實了矢量孤子強偏振分量與弱偏振分量間的能量交換作用。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，調(diào)制深度、強雙折射效應(yīng)對孤子脈沖輸出特性有較大影響。
　　第三，數(shù)值研究了色散管理正色散被動鎖模光纖激光器腔內(nèi)的脈沖動力學(xué)特性。在凈色散為0.001ps2時，獲得了穩(wěn)定的耗散孤子脈沖輸出，其輸出能量可達(dá)20nJ水平。數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，高調(diào)制深度、低飽和功率的飽和吸收