超長腔鎖模摻鐿光纖激光器研究.pdf

1、通過延長鎖模光纖激光器腔內(nèi)的光纖長度可以獲得超長的諧振腔，腔長的增加可以有效地降低脈沖激光的重復(fù)頻率和提升單脈沖能量，這種脈沖激光可以減少作用物體的熱寄生現(xiàn)象，被廣泛應(yīng)用于眼外科手術(shù)、生物醫(yī)學(xué)診斷、微機(jī)械加工等領(lǐng)域。
　　目前，對基于非線性光纖環(huán)形鏡、非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡以及單壁碳納米管可飽和吸收體鎖模機(jī)制的超長腔鎖模光纖激光器的研究已經(jīng)有所進(jìn)展。基于非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的超長腔鎖模光纖激光器是研究的熱點(diǎn)，但這種鎖

2、模機(jī)制對偏振要求敏感，同時(shí)高功率下容易失去飽和吸收特性。單壁碳納米管可飽和吸收體是近些年新興的鎖模器件，有透射型、倏逝場型兩種鎖模技術(shù)。其中透射型鎖模技術(shù)已經(jīng)在超長腔鎖模光纖激光器中得到應(yīng)用，但其損傷閾值低，無法獲得高能量的脈沖；與之相比，倏逝場型鎖模技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，由于碳納米管不插入主光路，不僅避免了腔內(nèi)高能量激光的損傷，而且也增加了散熱面積，是一種提高損傷閾值、保持全光纖結(jié)構(gòu)，可獲得穩(wěn)定高能量脈沖的優(yōu)化方案。
　　本文利用

3、單壁碳納米管和非線性偏振旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了超長腔鎖模摻鐿光纖激光器，獲得了低重復(fù)頻率、較高脈沖能量的納秒級脈沖激光輸出，可作為種子源應(yīng)用于泵浦探測、生物醫(yī)學(xué)診斷和全光纖放大系統(tǒng)等領(lǐng)域。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）介紹了超長腔鎖模光纖激光器的分類，概述并簡析了其研究現(xiàn)狀。
　　（2）建立了基于非線性薛定諤方程的光脈沖傳輸理論模型，模擬了群速度正色散、三階色散以及自相位調(diào)制效應(yīng)對光脈沖演化的作用；利用Haus主方程模擬了腔內(nèi)各個(gè)參

4、數(shù)對光脈沖的啁啾、寬度、相移量以及穩(wěn)定性的影響。
　?。?）利用飛秒刻寫技術(shù)制備了D型光纖，配制了單壁碳納米管均勻分散液，將單壁碳納米管涂覆到D型光纖區(qū)域，制備了倏逝場型可飽和吸收體，測試了其可飽和吸收特性，進(jìn)一步分析了碳納米管與倏逝場相互作用機(jī)制。
　?。?）搭建了超長腔碳納米管鎖模摻鐿光纖激光器，研究了不同輸出耦合器、不同腔長的鎖模光纖激光器的脈沖特性，分析了噪聲型孤子、噪聲型二階諧波孤子、孤子雨、孤子雨多階諧波、矩形孤