克爾透鏡鎖模飛秒鈦寶石激光器前沿技術(shù)的研究.pdf

1、本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面詳細(xì)研究了克爾透鏡飛秒摻鈦藍(lán)寶石激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)特性.利用線性和非線性ABCD矩陣以及小信號(hào)光斑變化量等參數(shù)對(duì)克爾透鏡鎖模激光器的啟動(dòng)特性,以及SESAM的負(fù)克爾效應(yīng)對(duì)激光器鎖模啟動(dòng)的影響進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析；并對(duì)直接從鈦寶石飛秒激光器產(chǎn)生超連續(xù)光譜進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究.主要包括以下內(nèi)容: 1.基于SESAM的負(fù)克爾效應(yīng)特性,對(duì)含SESAM的五鏡腔激光器進(jìn)行了理論分析.結(jié)果表明,SESAM的引入可以使激光器的鎖

2、模啟動(dòng)工作點(diǎn)更加靠近CW運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)區(qū)邊緣,從而獲得更強(qiáng)的非線性,使激光器更容易自啟動(dòng).因此,SESAM除了其量子阱材料的可飽和吸收效應(yīng)能啟動(dòng)鎖模外,本身的負(fù)克爾效應(yīng)也有助于鎖模的自啟動(dòng). 2.從鈦寶石激光器的克爾透鏡鎖模原理出發(fā),基于晶體內(nèi)激光和泵浦激光耦合情況隨腔內(nèi)功率變化這一事實(shí),給出了克爾透鏡鎖模過程中類可飽和吸收體的表達(dá)式；并利用類可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)被動(dòng)鎖模的自啟動(dòng)條件,給出了用小信號(hào)光斑變化量表示的克爾透鏡鎖模啟動(dòng)條件.

3、 3.利用克爾透鏡鎖模自啟動(dòng)條件,對(duì)常用的四鏡腔激光器的啟動(dòng)特性進(jìn)行了系統(tǒng)分析.結(jié)果表明,當(dāng)四鏡腔激光器兩臂長(zhǎng)度相等時(shí)可以獲得最大的非線性. 同時(shí),可以通過改變激光器相等兩臂的長(zhǎng)度和聚焦透鏡的焦距對(duì)激光器進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而提高諧振腔的有效非線性. 4.提出一種易啟動(dòng)和高穩(wěn)定的克爾透鏡鎖模激光器新型諧振腔,即在諧振腔的一臂引入一個(gè)具有大曲率半徑的球面反射鏡.此新型腔結(jié)構(gòu)的有效非線性變量可以得到大幅度的增加,自啟動(dòng)鎖模的穩(wěn)