基于渐变折射率多模光纤的光纤激光器锁模机理与技术研究

发布时间：2022-07-08 11:19

　　超短脉冲激光技术的迅猛发展不断推进了新材料、新技术以及新产业的涌现,促进了光通讯、光传感、生物医学、光频梳及微加工等前沿研究领域的快速发展,为人们认识和探索未知领域提供了重要工具。相对于传统的固体激光器,全光纤结构的光纤激光器由于具有集成化高、成本低、运转模式多样等独特的优势吸引了科研人员广泛关注。光纤激光器作为超快领域的重要研究方向,涉及到新型锁模技术及新型锁模材料的开发、高能量全光纤元件的开发等诸多研究领域。尤其是渐变折射率多模光纤作为可饱和吸收体的出现,解决了传统可饱和体在锁模光纤激光器中的弊端,极大的促进全光纤锁模激光器的进程,具有潜在的应用价值和更为广泛的研究意义。然而,实验上关于渐变折射率多模光纤锁模光纤激光器的报道很少,仍有很多新现象、新机理有待于我们去深入的挖掘、探索和解释。在这一背景下,我们针对基于多模光纤可饱和吸收体锁模光纤激光器展开了大量的实验研究。通过有效地调控光纤激光器的色散量和非线性参数,实现高稳定性、高功率的不同特性的超短脉冲全光纤锁模光纤激光器。本论文的主要研究内容从以下几个方面开展:1.阐述光在单模光纤与多模光纤中传输特性。总结了光纤中线性色散效应和非... 

【文章页数】：112 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 锁模光纤激光器的基本原理
    1.3 实现光纤激光器锁模的主要方法
    1.4 基于多模光纤的非线性效应及实验研究进展
        1.4.1 光束自净化效应
        1.4.2 时空不稳定性
        1.4.3 时空锁模
        1.4.4 可饱和吸收效应
    1.5 本文的主要研究内容与结构安排
第2章 光脉冲在渐变折射率多模光纤中的传输特性
    2.1 引言
    2.2 光在单模光纤中传输
        2.2.1 色散效应
        2.2.2 非线性效应
    2.3 光在多模光纤中传输
        2.3.1 多模干涉和自成像现象
        2.3.2 多模光纤中脉冲传输的数值模型
    2.4 本章小结
第3章 基于混合结构多模光纤的可饱和吸收体锁模机制研究
    3.1 引言
    3.2 多模光纤可饱和吸收机理
    3.3 全光纤锁模光纤激光的实验结果与讨论
    3.4 高能量无分裂孤子锁模光纤激光器的实验结果与讨论
        3.4.1 混合结构多模光纤可饱和吸收体的准备及特性
        3.4.2 实验设计方案
        3.4.3 实验结果与分析讨论
    3.5 本章小结
第4章 基于非线性多模干涉效应的展宽脉冲锁模机理研究
    4.1 引言
    4.2 基于多模光纤可饱和吸收体锁模的数值模拟及分析
    4.3 高能量展宽脉冲锁模光纤激光器
        4.3.1 混合结构多模光纤可饱和吸收体的制备
        4.3.2 展宽脉冲光纤激光器实验设计
        4.3.3 实验结果与分析讨论
    4.4 本章小结
第5章 基于多模干涉效应的束缚态孤子锁模脉冲产生实验研究
    5.1 引言
    5.2 基于混合结构多模光纤可饱和吸收体的束缚态孤子锁模光纤激光器
    5.3 本章小结
第6章 基于非线性多模干涉克尔效应的掺镱全光纤脉冲激光实验研究
    6.1 引言
    6.2 基于混合结构多模光纤掺镱光纤脉冲激光器
    6.3 实验结果与分析
    6.4 本章小结
第7章 总结和展望
    7.1 本论文的主要研究成果及其意义
    7.2 对未来工作的展望
参考文献
附录 中英文对照表
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Q-switched fiber laser based on saturable absorption of ferroferric-oxide nanoparticles[J]. Dong Mao,Xiaoqi Cui,Wending Zhang,Mingkun Li,Tianxian Feng,Bobo Du,Hua Lu,Jianlin Zhao.  Photonics Research. 2017(01)



本文编号：3656930