脈沖摻銩光纖激光器理論研究及其石墨烯可飽和吸收體研制.pdf

1、雙包層光纖激光器相比傳統(tǒng)的固體激光器結(jié)構(gòu)緊湊、散熱性良好、光束質(zhì)量高等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應用于通信、工業(yè)加工等諸多領(lǐng)域。雙包層摻銩光纖激光器輸出波長在2微米附近，處于人眼安全波段。是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ闹屑t外光源。石墨烯是一種近年來快速發(fā)展的二維納米材料，石墨烯在很寬的波長范圍內(nèi)具有優(yōu)良的可飽和吸收性能，將石墨烯作為可飽和吸收器件，與雙包層摻銩光纖激光器結(jié)合有望得到性能良好的被動調(diào)Q脈沖輸出。圍繞基于石墨烯的摻銩光纖激光器被動調(diào)Q，本文進

2、行了理論和實驗研究，主要的工作內(nèi)容和創(chuàng)新點概括如下:
　　建立較為完整的、光纖激光器通用的行波模型，涵蓋了線型腔、環(huán)形腔結(jié)構(gòu)的光纖激光器，通過動態(tài)邊界條件將續(xù)波(CW)、主動/被動調(diào)Q集中到了同一個模型中去，該模型相比傳統(tǒng)的點模型理論精度有了很大提高?；谟邢薏罘掷碚?，推導出了模型的算法。并采用C/C++將算法實現(xiàn)。
　　討論了光纖激光器的擾動因素，首次建立了含有隨機擾動項的摻銩光纖激光器行波模型。通過數(shù)值求解隨機偏微分方程

3、組，分析了激光器受到擾動后的穩(wěn)定性，補充了傳統(tǒng)的弛豫振蕩理論。
　　通過數(shù)值計算，研究了摻銩光纖激光器調(diào)Q脈沖輸出的特性。研究了主動調(diào)Q多脈沖峰的現(xiàn)象。首次理論預言了主動調(diào)Q的摻銩光纖激光器也會存在主脈沖峰劈裂的現(xiàn)象，并對此現(xiàn)象給出了理論解釋。論述了石墨烯可飽和吸收的物理過程，建立了描述石墨烯可飽和吸收的速率方程，首次采用行波模型研究了基于石墨烯的摻銩光纖激光器被動調(diào)Q輸出特性。
　　通過端面耦合，制各了石墨烯鎖模器，利用摻