基于SESAM的鎖模光纖激光器研究.pdf

1、超短脈沖激光在諸多領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，如生物技術(shù)，超快光學(xué)技術(shù)，超精細(xì)加工等，同時(shí)也是應(yīng)用于WDM/OTDM(波分復(fù)用和光時(shí)分復(fù)用)實(shí)現(xiàn)未來(lái)大容量超高速光纖通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。鎖模激光器作為產(chǎn)生超短脈沖的主要方法之一，一直以來(lái)備受關(guān)注。與其它鎖模技術(shù)相比，利用半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM，Semiconductor Saturable Absorber Mirror)實(shí)現(xiàn)的全光纖被動(dòng)鎖模激光器，無(wú)需任何主動(dòng)器件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)腔長(zhǎng)變化

2、不敏感，可實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)并穩(wěn)定鎖模。這些特點(diǎn)，使之成為超短脈沖激光領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　本文針對(duì)基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器的工作特性進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和數(shù)值仿真研究。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于，不同于前人采用路徑平均簡(jiǎn)化分析模型的方法，本文針對(duì)激光器中每一個(gè)器件的物理特性，建立了一個(gè)全新的更加細(xì)致的理論分析模型，并基于該模型展開各個(gè)因素對(duì)激光器特性影響的研究。具體內(nèi)容如下:
　　1.簡(jiǎn)述了鎖模的基本原理，并對(duì)幾種基本鎖

3、模類型作了簡(jiǎn)單介紹和比較。論述了SESAM的工作原理，主要特性及其鎖模機(jī)理等。
　　2.從麥克斯韋方程組出發(fā)，推導(dǎo)出脈沖的傳輸方程;分析摻鉺光纖放大器(EDFA)的工作原理，從速率方程出發(fā)，推導(dǎo)出鉺光纖部分的數(shù)值計(jì)算方程;考慮其他器件的物理特性。綜合各個(gè)部分的計(jì)算，建立起基于SESAM的被動(dòng)鎖模光纖激光器的數(shù)值分析模型。
　　3.利用該模型仿真可以觀察到調(diào)Q及穩(wěn)定鎖模。由于該分析模型是基于光場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算的，可以清晰觀察到鎖模的

4、形成過程。另外與多組現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，模擬結(jié)果的變化趨勢(shì)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象基本一致。
　　4.以該模型為基礎(chǔ)，展開各個(gè)因素對(duì)激光器工作特性影響的研究，如色散，非線性因子，泵浦功率，SESAM參數(shù)等等。通過對(duì)結(jié)果的分析，總結(jié)出各個(gè)因素對(duì)激光器工作特性影響的規(guī)律。由于實(shí)際實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)整受到諸多因素的限制，如產(chǎn)品質(zhì)量，型號(hào)，資金限制等等，研究?jī)?nèi)容有限;數(shù)值模擬參數(shù)調(diào)整則更為自由，總結(jié)規(guī)律也更為方便，模擬結(jié)果可作為更深入實(shí)驗(yàn)研究的重要參考，具有很好