基于單壁碳納米管的被動(dòng)鎖模摻鐿光纖激光器.pdf

1、基于單壁碳納米管可飽和吸收體的被動(dòng)鎖模摻Y(jié)b3+光纖激光器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出脈沖極窄、自啟動(dòng)性能好、光束質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn),在光通信、光纖傳感、生物技術(shù)、物理技術(shù)、微加工等方面具有潛在的應(yīng)用前景。本論文主要圍繞此課題在理論和實(shí)驗(yàn)上展開(kāi)研究工作,主要內(nèi)容如下:
　　1.對(duì)摻Y(jié)b3+光纖激光器的鎖模機(jī)制進(jìn)行了數(shù)值分析。分別計(jì)算推導(dǎo)了理想無(wú)損耗和實(shí)際有損耗情況下,摻 Yb3+光纖激光器的輸出耦合比 k、腔長(zhǎng) L、斜率效率η和輸出功率之間的關(guān)系

2、,并對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)當(dāng)腔長(zhǎng)一定時(shí),理想情況下,η隨著k的增加不斷增大并趨于一固定值;實(shí)際情況中,隨著k增加,η先增大,達(dá)到最大值后開(kāi)始逐漸減小。當(dāng) k取一定值時(shí),實(shí)際有損耗情況下,增加L,η快速地增加之后保持在一個(gè)穩(wěn)定值。
　　2.介紹了單壁碳納米管的空間能級(jí)和物理特性,分析了其光學(xué)特性中線性吸收和非線性吸收的特性。實(shí)驗(yàn)上為將單壁碳納米管制備成可飽和吸收薄膜對(duì)其進(jìn)行了預(yù)處理,將單壁碳納米管粉末加入到二氯化苯溶劑中,配置成碳

3、納米管均勻分散的有機(jī)溶液。
　　3.進(jìn)行了基于單壁碳納米管摻Y(jié)b3+鎖模光纖激光器的實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)光學(xué)誘導(dǎo)沉積的方法在光纖斷面鍍一層單壁碳納米管薄膜,接入環(huán)形腔中,得到了穩(wěn)定的鎖模脈沖輸出。光纖激光器總腔長(zhǎng)13.5m,脈沖重復(fù)頻率為14.85MHz,信噪比可達(dá)60dB,泵浦功率加到最大值330mW時(shí),光纖激光器最大輸出功率為7.23mW,關(guān)閉泵浦源后重新打開(kāi),激光器可回到之前的鎖模狀態(tài),具有很好的開(kāi)機(jī)自啟動(dòng)能力。
　　4.觀

4、察到了Yb3+鎖模光纖激光器的多波長(zhǎng)鎖模現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中當(dāng)泵浦功率逐步增加時(shí),在穩(wěn)定的鎖模脈沖輸出狀態(tài)下,其光譜出現(xiàn)了多個(gè)波長(zhǎng)峰值,中心波長(zhǎng)在1035 nm左右,波長(zhǎng)間隔平均為1.5 nm,調(diào)整PC,波長(zhǎng)數(shù)和波長(zhǎng)間隔會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。泵浦功率達(dá)到最大值330 mW時(shí),最多得到6個(gè)等間距的波長(zhǎng)輸出。
　　5.研究了Yb3+鎖模光纖激光器的自鎖模行為。光纖激光器在沒(méi)有單壁碳納米管可飽和吸收體的條件下,可以形成自鎖模脈沖輸出,這歸因于所用增