摻鐿光纖超短脈沖激光器的理論與實驗研究.pdf

1、超短脈沖光源是目前非線性光學、超快光學技術(shù)領(lǐng)域中的一個非?；钴S的前沿課題,也是實現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)超高速、大容量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)之一.因此,對光纖超短脈沖光源的理論和實驗研究具有非常重要的意義.目前,摻Y(jié)b<'3+>光纖激光器以其優(yōu)良的性能正引起學術(shù)界和商界的濃厚興趣而成為當前科研的一大熱點.結(jié)合課題組所承擔的基金項目和實驗室條件,本論文從理論和實驗兩方面對摻Y(jié)b<'3+>光纖超短脈沖激光器進行了較為深入細致的研究,主要內(nèi)容包括: 一

2、、非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模摻鐿光纖激光器的研究 1.分別從時域鎖模方程和非線性薛定諤方程組(CNLS)出發(fā),分析了快速可飽和吸收體獲得超短脈沖的機理,詳細討論并模擬了腔內(nèi)各參數(shù)、偏振控制器狀態(tài)以及光纖快軸與起偏器的夾角對鎖模脈沖形成的影響. 2.利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)技術(shù),通過仔細調(diào)整偏振控制器的角度與泵浦功率的大小,首次在環(huán)行腔摻Y(jié)b<'3+>光纖激光器內(nèi)分別獲得了調(diào)Q、調(diào)Q鎖模與連續(xù)鎖模三種不同形式的穩(wěn)定脈沖輸出. 二

3、、含有可飽和吸收體的直腔被動鎖模摻鐿光纖激光器的研究 1.從非線性薛定諤方程出發(fā),對被動鎖模摻y(tǒng)b<'3+>光纖激光器自啟動特性、穩(wěn)定性進行了理論分析和數(shù)值模擬. 2.在國內(nèi)首次將半導體可飽和吸收鏡(SESAM)作為慢可飽和吸收體與非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)作為等效快可飽和吸收體相結(jié)合,在直腔摻Y(jié)b<'3+>光纖激光器內(nèi)分別獲得了調(diào)Q鎖模和連續(xù)鎖模脈沖輸出. 三、含有可飽和吸收體的環(huán)形腔被動鎖模摻鐿光纖激光器的研究

4、 1.從時域鎖模方程出發(fā),分析了快速與慢速可飽和吸收體相結(jié)合獲得超短脈沖的機理,模擬仿真了腔體參數(shù)與鎖模脈沖參數(shù)之間的關(guān)系,詳細討論了腔內(nèi)各參數(shù)對鎖模脈沖形成的影響. 2.結(jié)合前兩種鎖模光纖激光器的優(yōu)點,設(shè)計了一種新型的鎖模光纖激光器裝置.通過調(diào)整偏振控制器的角度與泵浦功率的大小,在該光纖激光器內(nèi)分別獲得了調(diào)Q與連續(xù)鎖模脈沖輸出,并驗證了這種鎖模光纖激光器的優(yōu)勢所在. 以上通過理論分析與實驗驗證相結(jié)合的方法,我們對不同