基于大模場面積光子晶體光纖的鎖模振蕩器及放大器的性能研究.pdf

1、大模場面積光子晶體光纖飛秒激光器，克服了傳統(tǒng)單模光纖小模場對功率和能量提升的限制，獲得了可與塊狀晶體飛秒激光器相比擬的輸出參數(shù)，同時保留了光纖激光器小型化，低成本，高穩(wěn)定性，高平均功率等優(yōu)點(diǎn)。因此，近年來引起國內(nèi)外科研人員的廣泛關(guān)注。本論文通過數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法，系統(tǒng)研究了放大自相似子振蕩器的產(chǎn)生及演變特性和非線性放大系統(tǒng)的耦合動力學(xué)及其優(yōu)化。
　　本論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)可以概括如下：
　　1.介紹了飛秒激光的特點(diǎn)及

2、發(fā)展歷程，包括：工作在不同鎖模域的振蕩器和各種光纖放大技術(shù)的發(fā)展及其優(yōu)缺點(diǎn)。
　　2.采用對稱分步傅立葉法求解包含增益的非線性薛定諤方程，建立了光纖鎖模激光器的數(shù)值模型。在此數(shù)值模型中，首次根據(jù)增益光纖側(cè)面泄露的熒光強(qiáng)度分布建立光纖的增益分布模型?；谠撃Ｐ停謩e討論了增益、色散、濾波器帶寬和輸出位置對腔內(nèi)自相似演化的影響，詳細(xì)了解了其中的物理機(jī)制，得出了最佳的設(shè)計參數(shù)。
　　3.設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于單根10m的大模場面積光子晶

3、體光纖的、帶有色散圖的放大自相似子振蕩器。根據(jù)模擬結(jié)果，以第一個光柵的零級反射作為輸出，獲得了重復(fù)頻率8.6MHz，脈沖能量95nJ的拋物線脈沖輸出。這是首次在線形腔中實(shí)現(xiàn)放大自相似子運(yùn)轉(zhuǎn)，95nJ也是目前獲得的放大自相似子振蕩器中輸出的最高脈沖能量。
　　4.設(shè)計和實(shí)現(xiàn)了全光子晶體光纖飛秒激光非線性放大系統(tǒng)。通過系統(tǒng)優(yōu)化獲得了同類型飛秒激光放大器中最高的平均輸出功率34W，脈沖寬度約為50fs，重復(fù)頻率為42MHz，對應(yīng)脈沖能量