模間拍頻鎖模級(jí)聯(lián)拉曼光纖激光器的研究.pdf

1、光纖激光器因具有易集成化、光束質(zhì)量好、輸出波長(zhǎng)可調(diào)諧及高轉(zhuǎn)化效率等眾多優(yōu)點(diǎn)，受到廣泛研究。與傳統(tǒng)稀土摻雜光纖激光器相比，拉曼光纖激光器具有以下特點(diǎn):1）只要給定恰當(dāng)?shù)睦闷衷春屠鲆娼橘|(zhì)，便能夠獲得任意波長(zhǎng)的激射;2）運(yùn)用級(jí)聯(lián)拉曼增益，能將激光輸出波長(zhǎng)擴(kuò)展到更廣泛的新波段。為了獲得脈沖激光，常常需要用到調(diào)Q或鎖模技術(shù)。調(diào)Q可以獲得大的單脈沖能量，而要想獲得超短脈沖通常需要用到鎖模機(jī)制。常用鎖模技術(shù)需要的外在條件比較多，主動(dòng)鎖模需要在

2、腔內(nèi)插入調(diào)制器或電光晶體等。而被動(dòng)鎖模常常需要借助于可飽和吸收體，且鎖模波長(zhǎng)主要受限于光纖中的摻雜介質(zhì)。因此，人們一直在探索自鎖模的機(jī)制，即無(wú)需專門的鎖模部件，本課題組已提出一種新型自鎖模技術(shù)——模間拍頻技術(shù)。若進(jìn)一步將該鎖模技術(shù)與拉曼光纖增益相結(jié)合，理論上有望實(shí)現(xiàn)任意波段的鎖模。本文依據(jù)模間拍頻鎖模的原理，實(shí)驗(yàn)研究了1484nm和1319nm兩種兩級(jí)級(jí)聯(lián)拉曼模間拍頻鎖模光纖激光器，本文主要開展的工作如下:
　　1.從理論上對(duì)兩級(jí)

3、級(jí)聯(lián)拉曼模間拍頻鎖模的原理進(jìn)行了分析，指出在連續(xù)多模拉曼泵浦光的作用下，一級(jí)拉曼激光未鎖模時(shí)，即△f≠N·△f1s，當(dāng)我們調(diào)整二級(jí)拉曼腔長(zhǎng)到恰當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，即使△f=N·△f2s。成立，便能夠獲得穩(wěn)定的二級(jí)拉曼鎖模激光;
　　2.從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了1484nm兩級(jí)級(jí)聯(lián)拉曼模間拍頻鎖模光纖激光器。通過調(diào)整插入二級(jí)拉曼腔內(nèi)的單模光纖長(zhǎng)度，獲得了重復(fù)頻率分別為f10(72.716MHz)、f14(101.973 MHz)、f16(116.292

4、 MHz)、f19(138.097 MHz)的模間拍頻拍頻鎖模激光，并且對(duì)它們從光譜、脈沖、頻譜等特性上進(jìn)行了總結(jié)和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了理論分析，一級(jí)拉曼激光未實(shí)現(xiàn)鎖模時(shí)，仍然獲得了二級(jí)拉曼激光的鎖模。這四個(gè)重復(fù)頻率的鎖模的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著重復(fù)頻率的增加，鎖模階次也隨之增加，鎖模后的脈沖寬度逐漸減小;
　　3.以摻P光纖中的P2O5作為一級(jí)拉曼增益介質(zhì)，SiO2作為二級(jí)拉曼增益介質(zhì)，從實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了1319nm混合聯(lián)拉曼模間拍頻鎖