緊湊型光子晶體光纖鎖模激光器及糾纏光子源的研究.pdf

1、光子晶體光纖以其特殊的結(jié)構(gòu)和特有的優(yōu)勢(shì)，為許多科研領(lǐng)域帶來了新的機(jī)遇?；诠庾泳w光纖的被動(dòng)鎖模激光器更以成本低廉，結(jié)構(gòu)緊湊，穩(wěn)定性強(qiáng)，輸出功率高等優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)了飛秒激光技術(shù)的普及化應(yīng)用進(jìn)程。光子晶體光纖在量子信息方面的應(yīng)用近些年來也成為光子晶體光纖應(yīng)用研究的一個(gè)熱點(diǎn)，利用光子晶體光纖自身的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合穩(wěn)定的超短脈沖光源為制備結(jié)構(gòu)緊湊、高效率的糾纏光子源提供了有效途徑。本論文主要圍繞實(shí)現(xiàn)高功率、緊湊型的光子晶體光纖鎖模激光器以及基于光子晶

2、體光纖產(chǎn)生糾纏光子對(duì)進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　 一、基于摻Y(jié)b3+大模場面積光子晶體光纖，設(shè)計(jì)并搭建了一種腔型結(jié)構(gòu)簡單，利用光纖端面直接作為輸出耦合的高功率鎖模光子晶體光纖激光器，并利用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡實(shí)現(xiàn)了激光器的自啟動(dòng)鎖模。激光器直接利用增益光纖端面作為腔鏡，減少了分立元件的使用，使高功率鎖模光纖激光器更加緊湊實(shí)用。構(gòu)建了光子晶體光纖鎖模激光器的數(shù)值模型，對(duì)激光器的輸出特性及鎖模的動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)

3、果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果很好的吻合。
　　 二、搭建了具有端面輸出耦合特點(diǎn)并利用光柵對(duì)進(jìn)行色散補(bǔ)償?shù)膿結(jié)b3+大模場面積光子晶體光纖鎖模激光器。獲得了平均輸出功率3.1W，單脈沖能量56nJ的鎖模脈沖輸出，直接輸出脈沖寬度為494fs。并實(shí)現(xiàn)了激光器鎖模輸出的脈沖寬度、光譜寬度以及光譜中心波長的可調(diào)諧。系統(tǒng)研究了由光柵對(duì)濾波特性引起的光譜及脈沖寬度的呼吸效應(yīng)。
　　 三、搭建了具有端面輸出耦合特點(diǎn)全正色散鎖模的光子晶體光纖激光器。獲

4、得了平均輸出功率2.6 W，單脈沖能量46 nJ的鎖模脈沖輸出，直接輸出脈沖寬度為1.9 ps，經(jīng)腔外色散補(bǔ)償后脈沖可壓縮至425fs。進(jìn)一步利用窄帶濾波片引入光譜濾波機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了耗散孤子鎖模，獲得了828fs的直接輸出脈沖寬度，單脈沖能量為30 nJ，峰值功率為36.6 KW。
　　 四、數(shù)值分析了各種參數(shù)對(duì)光子晶體光纖中四波混頻增益特性的影響，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。搭建了利用鈦寶石飛秒激光器泵浦，通過光子晶體光纖的自發(fā)四波混頻效