基于SESAM被動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、結構緊湊和散熱性好等諸多優(yōu)點，廣泛應用于光通信、傳感、航天、軍事等領域。近十幾年來，作為一種穩(wěn)定可靠地超短脈沖激光光源，超短脈沖被動鎖模光纖激光器得到了飛速的發(fā)展，它是利用光學非線性效應作為鎖模機制，激光腔內無需任何主動器件。其中利用半導體可飽和吸收鏡(SESAM—semiconductor saturable absorber mirror)來實現(xiàn)被動鎖模的光纖激光器，具有體積小、穩(wěn)定性高、自啟

2、動等優(yōu)點，是近年來超短脈沖鎖模光纖激光器的研究熱點，應用前景非常廣闊。
　　本論文主要圍繞基于SESAM的被動鎖模光纖激光器實現(xiàn)超短脈沖展開研究，建立了基于SESAM的被動鎖模光纖激光器的數(shù)學模型，并利用分步傅立葉法(SSFM)實現(xiàn)了對該鎖模光纖激光器系統(tǒng)的數(shù)值仿真，搭建了被動鎖模光纖激光器的實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了鎖模輸出，并分析了獲得的仿真結果與實驗結果，同時研究了泵浦功率、色散等因素對被動鎖模摻鉺光纖激光器的影響。主要工作包括:

3、r>　　1.分析了被動鎖模光纖激光器的主要結構及其發(fā)展狀況，對比了幾種結構的優(yōu)缺點;重點介紹了近年來基于SESAM被動鎖模光纖激光器的發(fā)展現(xiàn)狀;闡述了SESAM的工作原理、基本結構及主要的特性參數(shù)。
　　2.推導了光在光纖中傳輸?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光信號傳輸?shù)臄?shù)值模型;在此基礎上，建立了基于SESAM的被動鎖模光纖激光器的總體數(shù)值分析模型和相應的

4、數(shù)值仿真程序。
　　3.應用所建立的數(shù)值仿真程序對基于SESAM的被動鎖模光纖激光器進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的被動鎖模光纖激光器實驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了重復頻率為13.7MHz的穩(wěn)定鎖模激光輸出，實驗研究了不同泵浦條件下鎖模激光器的輸出光譜特性。由于實驗條件的限制，實驗中沒有能夠觀測到真實的鎖模脈沖波形和脈沖寬度。根據(jù)輸出