基于單壁碳納米管的被動(dòng)鎖模光纖激光器的研究.pdf

1、基于單壁碳納米管可飽和吸收體(SWCNTs-SA)的被動(dòng)鎖模激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出脈沖極窄、自啟動(dòng)性能好、光束質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),在光通信、光纖傳感、生物技術(shù)、物理技術(shù)、微加工等方面具有潛在的應(yīng)用前景。本文基于SWCNTs的非線(xiàn)性光學(xué)特性及其在被動(dòng)鎖模光纖激光器實(shí)驗(yàn),作了以下幾個(gè)方面的論述與研究:
　　1.單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)及其特性介紹。描述了SWCNTs的管徑大小、濃度,以及功能材料等因素對(duì)SWCNTs-SA薄膜光學(xué)特性的影響,說(shuō)明

2、薄膜在其線(xiàn)性吸收峰附近容易實(shí)現(xiàn)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn);介紹了SWCNTs的三階非線(xiàn)性光學(xué)系數(shù)與可飽和吸收效應(yīng)之間的關(guān)系,以及可飽和吸收體對(duì)光脈沖的窄化作用。
　　2. Z-掃描系統(tǒng)的理論分析及其模擬。介紹了測(cè)量光學(xué)薄膜非線(xiàn)性系數(shù)的Z-掃描技術(shù)的理論模型,并通過(guò)數(shù)學(xué)分析和模擬,提出提高Z-掃描系統(tǒng)測(cè)量準(zhǔn)確度的方法——減小光源光束脈寬和束腰半徑、增大光源的輸出能量、減小光闌的線(xiàn)性透過(guò)率,以及合理選取透鏡焦點(diǎn)距光闌的距離。
　　3.基于SWCN

3、Ts-SA的Z-掃描實(shí)驗(yàn)研究。在玻璃硅片上自制均勻性較好的SWCNTs-SA薄膜,并依據(jù)提高測(cè)量準(zhǔn)確度的方法搭建Z-掃描系統(tǒng),對(duì)測(cè)得的閉孔和開(kāi)孔Z-掃描曲線(xiàn)分別進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,得到自制SWCNTs-SA薄膜的三階非線(xiàn)性吸收系數(shù)和折射系數(shù)分別為β=-7.8×10-7 cm/W,γ=-6.4×10-11 cm2/W,三階非線(xiàn)性極化率χ3=2.06×10-9esu,說(shuō)明用自制的SWCNTs分散液制備的SWCNTs-SA薄膜具有很好的可飽和吸收效

4、應(yīng)。
　　4.鎖模理論及其光脈沖傳輸方程的建立與模擬。分析了激光光束實(shí)現(xiàn)鎖模的條件和基本過(guò)程;根據(jù)非線(xiàn)性薛定諤方程建立簡(jiǎn)單的光束傳輸方程,并模擬了光束在激光腔中形成鎖模的演化過(guò)程。
　　5.基于SWCNTs-SA的被動(dòng)鎖模實(shí)驗(yàn)研究。利用光學(xué)沉積法在單模光纖端面鍍上SWCNTs-SA薄膜,當(dāng)鍍膜后光纖的損耗為3.2dB時(shí),激光器在1562.4nm處實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的單波長(zhǎng)鎖模運(yùn)轉(zhuǎn),頻率為8.367MHz;當(dāng)鍍膜光纖損耗為7.1dB時(shí),