八字腔锁模Yb光纤激光器及其超连续谱光源的产生

摘要

近几年超连续谱(Supercontinuum，SC)光源在超精密度时间和频率测量、宽带光纤通信、大气科学及光学相干断层分析等领域的广泛应用已经使之成为人们研究的热点。本文主要以实现超连续谱激光光源为目的，利用了八字型腔被动锁模技术、基于主振荡功率放大技术(Master OscillatorPower Amplifier，MOPA)以及基于非线性技术实现了超连续谱激光光源。
　　 首先，利用八字型腔被动锁模光纤激光器技术实现稳定的亚纳秒脉冲输出。采用掺镱光纤作为掺杂介质，利用单模光纤作为色散光纤，利用相位调制技术，在单模光纤为60m时，得到重频为2.78MHz，脉宽为980ps的脉冲的稳定激光输出。
　　 其次，运用脉冲放大技术，对锁模产生的种子源进行两级放大。在放大中，利用一级衍射的声光调制器对脉冲光降频，以便安全的获得更高能量的激光输出。经过声光调制器(Acoustic-Optic Modulator，AOM)后，得到频率为93kHz的脉冲光输出。这里的两级放大采用同一激光泵源泵浦，在两级放大的斜率效率分别为59.9％和68.1％的情况下，最后得到脉冲峰值功率超过25kW的激光脉冲输出。
　　 最后利用前面放大得到的高峰值功率的脉冲光泵浦单模光纤实现超连续谱激光的输出。把前面得到的输出脉冲激励20m芯径4.5um的Hi1060光纤和3m的芯径4.5um的掺Bi单模光纤之后，得到了获得了光谱覆盖1100-2200nm、在1300nm-2100nm光谱范围内平坦度优于3dB的的超连续谱激光输出。并对在不同泵浦下的超连续谱激光光源的功率和光谱进行对比分析，得到最大功率输出与最平坦功率输出并不在同一泵浦电流下的结论。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 本课题相关背景及意义

1．2．1 光纤激光器的发展概况

1．2．2 锁模光纤激光器的发展概况与应用前景

1．2．3 超连续谱光源的发展概况与应用前景

1．3 本课题的目标和方法

1．4 本论文章节安排

2 八字型腔被动锁模激光器及放大的实现

2．1 基础理论介绍

2．1．1 掺镱光纤的特性分析

2．1．2 双包层光纤

2．1．3 锁模原理

2．1．4 八字腔锁模理论介绍

2．1．5 声光调制器及其应用

2．2 八字腔锁模及其放大的实验装置及实验结果

2．2．1 八字腔锁模光纤激光器的实验装置及结果

2．2．2 基于锁模降频两级放大的实验装置及结果

2．3 本章小结

3 全光纤化的超连续谱激光光源的实现

3．1 实现超连续谱激光光源的基础理论介绍

3．1．1 掺Bi玻璃光纤特性

3．1．2 光纤中的色散

3．1．3 超连续谱激光光源的基本理论

3．2 超连续谱激光光源的实验装置及结果

3．2．1 超连续谱激光光源的实验装置及结果

3．2．2 光纤选择对超连续谱的影响

3．3 本章小结

4 总结与展望

4．1 本论文的主要工作

4．2 主要创新点

4．3 后续工作展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果