高功率光子晶體光纖飛秒激光振蕩器及應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，光纖鎖模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，倍受科研人員的關(guān)注。然而傳統(tǒng)光纖小的纖芯尺寸引入的高非線性限制了光纖鎖模激光器性能的提升。光子晶體光纖的出現(xiàn)克服了這一困難，使得光纖鎖模激光器的性能指標(biāo)有了質(zhì)的突破，達(dá)到甚至超過了傳統(tǒng)的固體鎖模激光器。這為高功率飛秒激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)低成本和集成化提供了全新而可靠的解決方案。本論文通過數(shù)值模擬和科學(xué)實(shí)驗(yàn)深入研究了以摻鐿大模場面積光子晶體光纖作為增益介質(zhì)的耗散孤子鎖模

2、激光器，獲得了高功率的飛秒激光脈沖輸出并研究了這種激光器的腔內(nèi)動力學(xué)過程以及與飛秒激光相關(guān)的非線性現(xiàn)象。本論文的工作主要包括以下幾個方面：
　　 1.完善了耗散孤子鎖模激光器的數(shù)值模型，詳細(xì)研究了耗散孤子鎖模激光器鎖模的動力學(xué)過程，分析了系統(tǒng)增益和濾波器帶寬等因素對輸出脈沖參數(shù)的影響。并在模擬結(jié)果的指導(dǎo)下進(jìn)行了后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究。
　　 2.實(shí)驗(yàn)研究了一種新型的耗散孤子鎖模的光子晶體光纖激光器，利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)以及光譜濾波

3、實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定鎖模，獲得了10 W的高平均功率脈沖輸出，其對應(yīng)的單脈沖能量達(dá)到200 nJ，脈沖寬度為1.03 ps，壓縮后脈沖寬度95.5 fs。
　　 3.基于耗散孤子鎖模激光器設(shè)計(jì)了新型樣機(jī)，樣機(jī)平均功率可達(dá)4.8 W，重復(fù)頻率117 MHz，直接輸出的脈沖寬度為600 fS，單脈沖能量達(dá)41nJ。新型樣機(jī)各項(xiàng)輸出指標(biāo)優(yōu)異，全面超越了傳統(tǒng)孤子鎖模飛秒激光器的性能。
　　 4.設(shè)計(jì)并搭建了基于大模場面積光子晶體光纖鎖模激