基于锁模掺镱光纤激光器的方波脉冲产生研究

摘要

方波脉冲在信号处理系统、光纤传感、高功率激光器打孔等领域有着重要的应用，利用被动锁模光纤激光器产生方波脉冲具有多种优势。本文首先从理论上研究了工作在耗散孤子共振区的锁模掺镱光纤激光器，通过数值模拟研究了平顶方波脉冲的形成过程。之后通过实验，研究了基于两种不同锁模方式的摻镱光纤激光器，并实现了平顶方波输出。 本文的具体工作和取得的研究成果如下： 1 .对工作在耗散孤子共振区的锁模掺镱光纤激光器进行了理论分析，通过数值模拟研究了其输出的平顶方波的演化过程，发现随着泵浦功率的增加，方波脉冲的宽度呈线性增大，而峰值功率保持不变。 2 .搭建了基于非线性偏振旋转的锁模擁光纤激光器，并成功实现了平顶方凝冲输出。当腔长为1501.8 m且泵浦功率为543.2 mW时，方波脉冲的最大宽度达到812.4 ns,单脉冲能量为42.34 nJ；研究了方波脉冲的宽度与腔长的关系，当将腔长缩短至1001.8m和501.8m时，得到的方波脉冲的最大宽度分别为431ns和 164ns;对于1001.8m的腔长，通过调整偏振控制器，在一个特定的耗散孤子共振区获得了 1.25p 的超宽方波脉冲输出。 3 .搭建了基于非线性光纤环形镜的锁模掺镱光纤激光器，通过500m长的单模光纤增大腔长，获得了脉冲宽度为218.4ns的平顶方波输出，脉冲宽度和单脉冲能量随泵浦功率呈线性变化，表明该激光器工作在耗散孤子共振区。

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