全正色散鎖模光纖激光器的研究.pdf

1、近二十多年來,鎖模光纖激光器以其小巧的體積、優(yōu)越的性能、靈活的結(jié)構(gòu)和豐富的鎖模機(jī)制,成為超短脈沖激光技術(shù)中一個(gè)極具活力和應(yīng)用前景的分支領(lǐng)域,受到了人們的廣泛關(guān)注。近年來新提出的全正色散(ANDi)鎖模光纖激光器,由于不含有負(fù)色散元件,因此結(jié)構(gòu)可以更為簡單。同時(shí),它主要依靠頻譜濾波效應(yīng)等耗散過程實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)脈沖的整形,因此又為鎖模光纖激光器引入了新的鎖模機(jī)制。本文圍繞摻鐿的ANDi鎖模光纖激光器開展了相關(guān)的理論、數(shù)值和實(shí)驗(yàn)研究工作。
　

2、　 理論研究方面,本文較為詳細(xì)的闡述了光纖激光器中色散、非線性和增益三個(gè)關(guān)鍵要素對(duì)于脈沖的影響,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)得到了描述鎖模光纖激光器中脈沖傳輸特性的Ginzburg-Landau方程。同時(shí)闡述了ANDi鎖模的具體機(jī)制及其鎖模脈沖的特點(diǎn)。
　　 數(shù)值模擬方面,建立了鎖模光纖激光器的數(shù)學(xué)模型,利用分步傅立葉方法數(shù)值求解。在形成清晰的腔內(nèi)動(dòng)力學(xué)過程圖像的基礎(chǔ)上,分別討論了短腔和長腔兩種條件下,腔中單模光纖長度對(duì)于鎖模脈沖特性的影

3、響,以及長腔條件下光纖增益對(duì)于輸出脈沖特性的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)方面,搭建了基于傳統(tǒng)單模光纖的環(huán)形腔的摻鐿ANDi鎖模光纖激光器,分別在26.6MHz、6.66 MHz、5.05 MHz的重復(fù)頻率下得到了3.5nJ、12nJ和20nJ的單脈沖能量,通過優(yōu)化增益光纖長度,又進(jìn)一步將5.05 MHz重復(fù)頻率下的單脈沖能量提高到了32nJ,并利用光柵對(duì)對(duì)此時(shí)的高啁啾寬脈沖進(jìn)行了腔外壓縮實(shí)驗(yàn),取得了初步成效。實(shí)驗(yàn)中觀察到的腔長變化時(shí)脈沖參