改進(jìn)的非線性放大環(huán)形鏡及摻銩光纖飛秒激光器研究.pdf

1、光纖激光器有著小巧靈活、集成度高的特性，并且可以在不同的色散域下獲得光譜性質(zhì)優(yōu)越的脈沖激光輸出。正因?yàn)檫@些優(yōu)勢(shì)，光纖激光器成為了機(jī)械加工、生物成像、醫(yī)療手術(shù)、信息通訊、國防軍事等領(lǐng)域的首選工具。目前的光纖激光器主要利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)，真實(shí)可飽和吸收體，非線性環(huán)形鏡等被動(dòng)鎖模方式。然而這些傳統(tǒng)的鎖模手段都被其自身的某些劣勢(shì)所限制，無法得到大面積的推廣應(yīng)用。因此，對(duì)新穎的具有穩(wěn)定鎖模以及良好輸出特性的鎖模手段的需求不斷增加。
　　而除

2、去傳統(tǒng)的摻鉺光纖激光器以及摻鐿光纖激光器以外，新興的摻銩光纖所處的2微米波段也不斷發(fā)展。由于2微米波段處于水的吸收峰以及“人眼安全”波段及其他特性，有著廣泛的應(yīng)用前景并因此吸引了許多關(guān)注。
　　基于前文所述原因，本論文選取改進(jìn)的非線性放大環(huán)形鏡以及摻銩光纖激光器作為研究對(duì)象。本論文主要研究工作概括如下:
　　1)對(duì)超短脈沖激光的形成機(jī)制以及光脈沖在光纖中傳播的基本物理過程進(jìn)行了探討。介紹了非互易性元件的含義及特點(diǎn)后闡述了加入

3、非互易性元件的激光腔特性改變。
　　2)在不依賴真實(shí)可飽和吸收體或其他鎖模條件的情況下，只利用非互易性元件在傳統(tǒng)“8”字腔結(jié)構(gòu)及“σ”腔中成功獲得了遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)非線性環(huán)形鏡重復(fù)頻率典型值的鎖模激光脈沖。提供了利用簡單易得的元件實(shí)現(xiàn)全保偏光纖激光器搭建的可能。在改進(jìn)的“8”字腔摻鉺光纖激光器中，實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率為22MHz，平均功率為23.6mW的孤子鎖模單脈沖激光光輸出，直接輸出脈寬為308fs。在改進(jìn)的“σ”腔非保偏摻鉺光纖激光器中

4、，在呼吸孤子鎖模域獲得了重復(fù)頻率為80MHz，平均功率為36mW的單脈沖激光輸出;在正色散域獲得了重復(fù)頻率為53.6MHz，平均功率為14mW的單脈沖輸出。
　　3)利用碳納米管及半導(dǎo)體可飽和吸收鏡在摻銩光纖激光器中成功獲得了鎖模。并針對(duì)不同摻雜濃度、不同纖芯直徑的摻銩增益光纖進(jìn)行了分析。利用碳納米管在非保偏環(huán)形腔中獲得了中心頻率在1906nm，譜寬2nm的激光輸出。利用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡在全保偏線性腔結(jié)構(gòu)中獲得了穩(wěn)定的調(diào)Q激光脈