Title掺镱飞秒光纤激光器与放大器的研究
Authors王希
Affiliation北京大学
Keywords光纤激光器
光纤放大器
锁模类型
Issue Date2011
Citation北京大学.
Abstract本论文主要对掺镱飞秒光纤激光器和掺镱飞秒光纤放大器进行了理论和实验研究,包括了五个章节的内容:<br>   第一章是对课题研究背景和论文工作内容及意义的介绍。本章首先介绍了飞秒激光因其短脉冲、宽光谱、高能量等特点,在科学研究、工程技术等领域都有着广泛的应用;之后简要地回顾了飞秒激光器、飞秒光纤激光器及飞秒光纤放大器的发展历史与特点;最后介绍了在此研究背景下本论文的主要工作内容与研究意义。<br>   第二章是对飞秒光纤激光器与飞秒光纤放大器基本理论的研究。本章首先分析了光纤中的非线性效应和色散,以及在非线性效应和色散作用下飞秒脉冲在光纤中的传输理论;之后讨论了镱离子的能级结构和光谱结构,并且进一步研究了飞秒脉冲在增益光纤中的传输理论;最后简要介绍了光纤激光器的锁模机制与飞秒脉冲宽度的测量方法。<br>   第三章是对掺镱飞秒光纤振荡器的实验研究。本章以实现具有稳定、干净光脉冲输出的掺镱光纤振荡器为目标,对掺镱光纤振荡器的锁模机制、重复频率以及耦合方式等的选取进行了分析与讨论,对锁模类型选取进行了数值模拟。此外,本章研究了在锁模情况下泵浦功率对输出脉冲光谱、傅立叶变换极限以及时域脉冲质量的影响。最终实验利用非线性偏振旋转锁模的展宽脉冲型锁模光纤振荡器,得到重复频率为19.4 MHz,平均输出功率为100 mW,单脉冲能量大于5 nJ,可以支持的傅立叶变换极限脉宽为33 fs的光脉冲,解决了光脉冲中可能存在的直流与多脉冲等问题,为后级放大提供了优质的种子源。<br>   第四章是掺镱飞秒光纤放大器的实验研究。本章根据现有实验条件设计并实现了三种不同结构的啁啾脉冲放大系统,并且对三种方案的放大效率和放大过程中的非线性效应进行比较与分析,确定最佳方案。在最佳方案下进行脉冲压缩,最终获得了重复频率为20 kHz,单脉冲能量为10μJ,压缩后脉冲宽度为137 fs的光脉冲,并且分析了展宽器长度、单脉冲能量对放大器效率和压缩后脉冲宽度的影响。<br>   第五章,回顾了整篇论文的主要工作,总结掺镱飞秒光纤激光器与放大器中主要问题,并对将来的工作进行了安排与展望。
URIhttp://hdl.handle.net/20.500.11897/352375
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