飛秒激光在多芯光子晶體光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜的研究.pdf

1、飛秒激光在多芯飛秒激光在多芯光子晶體光子晶體光纖光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜的研究產(chǎn)生超連續(xù)譜的研究ResearchonSupercontinuumGenerationinMulticePhotonicCrystalFiberbyFemtosecondLaser領(lǐng)域：光學(xué)工程研究生：崔元玲指導(dǎo)教師：胡明列教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一三年十二月摘要近年來(lái)，超連續(xù)譜在光譜學(xué)、脈沖壓縮、可調(diào)諧超快飛秒激光源和光學(xué)頻率梳等很多領(lǐng)域得到了廣泛

2、的應(yīng)用，因此超連續(xù)譜的產(chǎn)生一直是科研人員從未停止過(guò)的探究。飛秒激光以其脈沖寬度窄、峰值功率高、光譜寬等優(yōu)良特性在很多領(lǐng)域具有廣泛的作用，同時(shí)光子晶體光纖所具備的獨(dú)特的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、靈活的制作方法使得它具備很多普通光纖不可比擬的優(yōu)異特性，如無(wú)截止單模傳輸、可控的色散、可設(shè)計(jì)的非線性等特性。因此設(shè)計(jì)高非線性光子晶體光纖，并利用飛秒激光產(chǎn)生超連續(xù)譜更是備受科研人員的關(guān)注。然而單芯光子晶體光纖小的纖芯尺寸限制了功率的提升，多芯光子晶體光纖的出現(xiàn)克服

3、了這一困難，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)特性，增強(qiáng)其非線性特征，可以實(shí)現(xiàn)超連續(xù)譜光源系統(tǒng)的高功率輸出。本文通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)單芯和七芯光子晶體光纖作為非線性介質(zhì)進(jìn)行超連續(xù)譜產(chǎn)生的探究，其工作主要包括以下幾個(gè)方面：1.基于光子晶體光纖全正色散鎖模激光器，利用2m長(zhǎng)國(guó)產(chǎn)大模場(chǎng)雙包層光子晶體光纖作為增益介質(zhì)，搭建飛秒激光放大系統(tǒng)，放大器斜效率達(dá)到49.8%。這是首次實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)光子晶體光纖的飛秒激光放大傳輸。2.利用光子晶體光纖全正色散鎖模激光器做種子源，對(duì)纖芯直徑

4、從110μm到190μm的九根光纖進(jìn)行超連續(xù)譜測(cè)試，得到不同入射光功率下的超連續(xù)譜及光斑模式。由實(shí)驗(yàn)可得，隨著纖芯直徑的增大，高階模逐漸出現(xiàn)，伴隨著光譜出現(xiàn)一個(gè)孤立的峰。通過(guò)對(duì)入射光偏振態(tài)的改變，可以實(shí)現(xiàn)基模和高階模的可調(diào)諧輸出。3.利用光子晶體光纖全正色散鎖模激光器做種子源，對(duì)三種七芯光子晶體光纖進(jìn)行超連續(xù)譜測(cè)試，得出光纖的占空比越大，其光譜展寬范圍越大的結(jié)論。利用中心波長(zhǎng)位于1040nm處的濾波器對(duì)超連續(xù)譜進(jìn)行濾波，利用光束質(zhì)量分析