基于SESAM被動(dòng)鎖模摻鉺光纖激光器的研究.pdf

1、光纖激光器以其低閾值、高功率、可靠性好、結(jié)構(gòu)緊湊和散熱性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光通信、傳感、航天、軍事等領(lǐng)域。近十幾年來(lái)，作為一種穩(wěn)定可靠地超短脈沖激光光源，超短脈沖被動(dòng)鎖模光纖激光器得到了飛速的發(fā)展，它是利用光學(xué)非線性效應(yīng)作為鎖模機(jī)制，激光腔內(nèi)無(wú)需任何主動(dòng)器件。其中利用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM—semiconductor saturable absorber mirror)來(lái)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)鎖模的光纖激光器，具有體積小、穩(wěn)定性高、自啟

2、動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)超短脈沖鎖模光纖激光器的研究熱點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣闊。
　　本論文主要圍繞基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器實(shí)現(xiàn)超短脈沖展開(kāi)研究，建立了基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器的數(shù)學(xué)模型，并利用分步傅立葉法(SSFM)實(shí)現(xiàn)了對(duì)該鎖模光纖激光器系統(tǒng)的數(shù)值仿真，搭建了被動(dòng)鎖模光纖激光器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了鎖模輸出，并分析了獲得的仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)研究了泵浦功率、色散等因素對(duì)被動(dòng)鎖模摻鉺光纖激光器的影響。主要工作包括:

3、r>　　1.分析了被動(dòng)鎖模光纖激光器的主要結(jié)構(gòu)及其發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)比了幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn);重點(diǎn)介紹了近年來(lái)基于SESAM被動(dòng)鎖模光纖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀;闡述了SESAM的工作原理、基本結(jié)構(gòu)及主要的特性參數(shù)。
　　2.推導(dǎo)了光在光纖中傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程及其數(shù)值化方法;從摻鉺光纖放大器(EDFA)的速率方程出發(fā)，用分步行波方法建立了鉺光纖內(nèi)光信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)值模型;在此基礎(chǔ)上，建立了基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器的總體數(shù)值分析模型和相應(yīng)的

4、數(shù)值仿真程序。
　　3.應(yīng)用所建立的數(shù)值仿真程序?qū)赟ESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器進(jìn)行了較為深入和全面的數(shù)值仿真研究，分析了鎖模輸出的光譜寬度和脈沖寬度隨泵浦功率、色散、損耗等因素的變化。
　　4.搭建了基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率為13.7MHz的穩(wěn)定鎖模激光輸出，實(shí)驗(yàn)研究了不同泵浦條件下鎖模激光器的輸出光譜特性。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有能夠觀測(cè)到真實(shí)的鎖模脈沖波形和脈沖寬度。根據(jù)輸出