皮秒-亚皮秒锁模光纤激光器和超连续谱产生的研究

摘要

该研究围绕非线性光学领域中的超短脉冲光源以及SC谱的产生,结合实验室现有条件进行了如下工作:1.非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器的理论和实验研究(1)理论分析了非线性偏振旋转锁模原理和光纤环形激光器中锁模脉冲序列的均匀性问题.(2)得到平均输出功率0.313mW,重复频率13.9MHz的自起振稳定的被动锁模输出,中心波长1562.3nm,脉冲半极大全宽度(FWHM)1.5ps.利用孤子压缩效应,将输出脉冲压缩到750fs,并观察到高阶孤子的分裂现象.2.光纤中超连续(SC)谱产生的理论和实验研究(1)阐述了SC的物理机制.光纤中SC的产生是多种非线性效应和色散效应综合作用的结果.(2)利用被动锁模光纤激光器做泵浦光,在4.28km的色散平坦光纤(DFF),获得总宽度超过510nm的SC谱和150nm范围内不平坦度小于±0.25dB的超平坦SC谱,这是国内所知最好的;同时用可调谐滤波器在此区段谱切片滤波,并得到脉宽基本相同的近变换限超短脉冲.(3)结合在不同长度的DSF和DFF中产生SC谱的实验结果分析泵浦脉冲参数(脉冲峰值功率、脉冲宽度、中心波长)及光纤参数(长度、非线性系数、色散、损耗)对SC特性的影响.实验验证了在同样的泵浦条件下,DFF相对于色散位移(DSF)产生的SC谱更宽,质量更好.3.主被动锁模光纤激光器的理论和实验研究(1)研究了NOLM、NALM和DI-NOLM的结构和透射特性以及它们在光纤锁模激光器中的应用.(2)采用DI-NOLM作为被动锁模元件构成8字型主被动混合锁模光纤激光器,实验获得10GHz,11ps脉冲序列输出,同时观察获得二阶、三阶谐波锁模.实验证明,DI-NOLM作为被动锁模器件,可以有效的提高脉冲质量.

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文摘

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第一章绪论

1.1光纤激光器

1.2锁模光纤激光器和超连续谱脉冲

1.3课题来源和本文研究内容

第二章非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器的研究

2.1锁模的物理机制

2.2非线性偏振旋转锁模的基本原理

2.3非线性偏振旋转锁模脉冲均匀性的理论分析

2.4非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器的实验研究

2.5本章小结

第三章光纤中超连续谱产生的理论和实验研究

3.1光纤中的超连续SC谱的产生机理

3.2超连续光纤(SCF)

3.3超连续谱的实验研究和结果分析

3.4本章小结

第四章主被动锁模光纤激光器的研究

4.1非线性光纤环形镜锁模的理论研究

4.2利用DI-NOLM的主被动锁模光纤激光器的实验研究

4.3本章小结

全文总结与展望

参考文献

发表论文

致 谢