大模場面積光子晶體光纖高功率放大自相似鎖模激光器的研究.pdf

1、自1964年第一臺光纖激光器發(fā)明以來，在隨后的幾十年中，隨著光纖拉制技術(shù)的不斷成熟，光纖激光器以其獨特的優(yōu)勢迅速發(fā)展起來。使用大模場面積的光子晶體光纖鎖模激光器，在輸出高功率高能量的超短脈沖上具有獨特的優(yōu)勢，其體積小、操作簡單、穩(wěn)定性好的優(yōu)點對其實現(xiàn)應(yīng)用化提供了得天獨厚的條件，吸引了越來越多的光學(xué)科研工作者來探究。本文主要基于一種新的腔內(nèi)動力學(xué)過程——放大自相似脈沖演化，結(jié)合光子晶體光纖的優(yōu)點，搭建了一臺高功率放大自相似鎖模激光器。通過

2、對放大自相似脈沖成型機制的理論研究和腔內(nèi)動力學(xué)過程的數(shù)值模擬，為實驗提供了很好的理論依據(jù)，最終獲得了直接輸出功率為數(shù)瓦，單脈沖能量為數(shù)十納焦，脈沖寬度為數(shù)十飛秒的超短脈沖輸出。本論文的工作主要概括為如下幾個部分:
　　1.介紹了超短脈沖以及光纖鎖模激光器的發(fā)展歷程，并且闡述了自相似鎖模激光器的發(fā)展歷程和近況。
　　2.介紹了脈沖在光纖中傳輸?shù)睦碚撃Ｐ秃妥韵嗨泼}沖解的理論推導(dǎo)，在理論上解釋了拋物線自相似的特點。使用Matlab

3、模擬了自相似鎖模脈沖在腔內(nèi)的動力學(xué)演化過程以及激光器的輸出參數(shù)，并且采用廣義ABCDGH光束傳輸矩陣?yán)碚搶鈻耪瓗V波器進行了模擬，為后續(xù)的實驗研究提供了理論指導(dǎo)。
　　3.實驗研究了一種新型的高功率光子晶體光纖放大自相似鎖模激光器，激光器工作在全正色散域內(nèi)，使用非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模以及一個窄帶高斯光柵濾波器實現(xiàn)脈沖整形，最終獲得了最高輸出功率5W，單脈沖能量69nJ，重復(fù)頻率72MHz的超短脈沖輸出，該脈沖直接輸出脈寬為1.699