光脈沖與時變材料非線性相互作用及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著科技進(jìn)步，基于超短激光脈沖的光纖激光器具有體積小、工作穩(wěn)定，可輸出高峰值功率超短脈沖等特點(diǎn)，在光通信、超快光學(xué)、光纖傳感、光信息處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。獲得高性能被動鎖模光纖激光器需探究時變材料性能與光路結(jié)構(gòu)對在其中傳輸?shù)墓饷}沖演變與穩(wěn)定性的影響，本文主要研究光脈沖與時變材料非線性相互作用及其在被動鎖模光纖激光器中的應(yīng)用。
　　第一章介紹了非線性光纖光學(xué)的研究進(jìn)展以及光脈沖與時變材料相互作用的飽和吸收效應(yīng)?？偨Y(jié)了摻稀土光纖的

2、被動鎖模激光器實現(xiàn)被動鎖模的方法，詳細(xì)闡明了近年來基于碳納米材料（碳納米管以及石墨烯）為飽和吸收體的新型被動鎖模光纖激光器的研究進(jìn)展。
　　第二章從麥克斯韋方程出發(fā)，推導(dǎo)了高階色散下的非線性薛定諤方程。同時，考慮光纖纖芯中的五階非線性效應(yīng)，推導(dǎo)得出高階非線性薛定諤方程。為研究高階色散和高階非線性對特種光纖中傳輸光波的自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制不穩(wěn)定性以及飽和吸收特性奠定了理論基礎(chǔ)。
　　第三章研究了高階色散和高階非線性效應(yīng)對光

3、脈沖傳輸?shù)挠绊?。從包含高階色散和高階非線性的廣義薛定諤方程出發(fā)，分析了自相位調(diào)制和交叉相位調(diào)制不穩(wěn)定，深入討論了四階色散以及五階非線性對零色散光纖、普通單模光纖以及色散緩變光纖中自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制不穩(wěn)定的影響。
　　第四章建立了高階色散和高階非線性下光纖激光器的非線性薛定諤鎖模方程，研究了該方程的調(diào)制不穩(wěn)定性，分析了四階色散以及五階非線性對調(diào)制不穩(wěn)定的影響。并結(jié)合速率方程和非線性薛定諤方程，建立了被動鎖模光纖激光器動力學(xué)過程

4、的理論模型，該模型既能準(zhǔn)確地分析光纖色散和非線性效應(yīng)等因素所引起的各種物理現(xiàn)象，又能描述泵浦光子與信號光子之間的相互作用和粒子數(shù)濃度變化帶來的系統(tǒng)增益，據(jù)此可詳細(xì)地分析激光器中損耗和增益的變化情況，可作為優(yōu)化激光器的理論依據(jù)。
　　第五章采用微波等離子體化學(xué)汽相沉積法直接在石英玻璃襯底上制備了高質(zhì)量的金剛石薄膜作為飽和吸收體鎖模器件，測試了其飽和吸收特性，此特性源于金剛石表面形成的自組裝碳納米管陣列。并提出了一種簡單可行的碳納米管