近紅外光纖激光器及飛秒激光直寫光波導(dǎo)研究.pdf

1、調(diào)Q和鎖模技術(shù)是產(chǎn)生超短脈沖的兩種有效而常用的方法，而被動調(diào)Q和鎖模因為其結(jié)構(gòu)簡單和成本低廉而廣受人們的關(guān)注。飛秒激光脈沖因為極窄的脈沖寬度和極高的峰值功率，使其在微加工領(lǐng)域有著其它脈沖激光無法比擬的優(yōu)勢，尤其是和透明材料的非線性作用更是彌補(bǔ)了機(jī)械加工的不足。本文基于新型可飽和吸收體墻紙在全光纖結(jié)構(gòu)的激光器中實現(xiàn)了穩(wěn)定的調(diào)Q和鎖模;利用飛秒激光在硫化物玻璃中直接寫入光波導(dǎo)，獲得了1039nm的單模輸出。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

2、設(shè)計搭建了1μm基于氧化石墨烯調(diào)Q的全光纖結(jié)構(gòu)激光器系統(tǒng)，得到了穩(wěn)定的調(diào)Q脈沖，最高的重復(fù)頻率為70KHz，最小的脈沖寬度為1.6μs，最大輸出功率3mW，輸出的中心波長在1030nm處。⑵設(shè)計并搭建了1μm基于單壁碳納米管調(diào)Q的全光纖結(jié)構(gòu)激光器，得到了穩(wěn)定的調(diào) Q脈沖，最高的重復(fù)頻率為58KHz，最大的脈沖能量為37nJ，輸出波長在短波1030nm處。⑶在2μm全光纖結(jié)構(gòu)振蕩器中，我們使用碳納米管實現(xiàn)了基頻鎖模和諧波鎖模，基頻鎖模的重

3、頻為17MHz，諧波鎖模的重復(fù)頻率達(dá)300MHz。在2μm光纖激光器中我們通過微調(diào)偏振控制器，得到了多脈沖現(xiàn)象，如脈沖束、脈沖簇、雙脈沖等。我們通過優(yōu)化腔內(nèi)損耗，使得激光器的出光閾值從1.7W降到了1.5W,出光效率也大大提高，鎖模的穩(wěn)定性也有所提升。⑷飛秒激光在硫化物玻璃中制作波導(dǎo)的工作取得了初步的進(jìn)展，這是首次在該組分的稀土摻雜硫鹵化合物玻璃中通過飛秒激光直寫技術(shù)實現(xiàn)了單線波導(dǎo)的刻寫，單模導(dǎo)光特性良好。我們通過控制刻寫激光的能量和掃

4、描速度確定了在該組分的硫化物玻璃實現(xiàn)單線波導(dǎo)的最佳參數(shù)為脈沖能量0.8μJ、掃描速度100μm/s，該參數(shù)下所對應(yīng)的最小的波導(dǎo)損耗為0.86dB/cm。所刻寫單線波導(dǎo)具有很好的導(dǎo)光特性，我們測試了1μm的直流激光通過不同參數(shù)的波導(dǎo)通道的近場模式和傳輸損耗，繪制了傳輸損耗隨刻寫能量和掃描速度的變化曲線。通過實驗我們發(fā)現(xiàn)硫化物的非線性吸收遠(yuǎn)大于融石英、磷酸鹽玻璃等的非線性吸收系數(shù)，此參數(shù)對我們進(jìn)一步研究其它硫化物提供了數(shù)據(jù)參考。⑸進(jìn)一步我們