基于光子晶體光纖的高功率全光纖超連續(xù)譜光源.pdf

1、相比傳統(tǒng)的寬譜光源，超連續(xù)譜光源具有光譜范圍寬、空間相干性好、光譜功率密度高等優(yōu)點，因而在光譜學(xué)、生物醫(yī)學(xué)以及光電對抗等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。獲得高平均功率和高光譜功率密度的超連續(xù)譜是相關(guān)領(lǐng)域的一個研究熱點。本論文針對基于光子晶體光纖的高功率全光纖超連續(xù)譜產(chǎn)生技術(shù)開展了研究。本論文的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　1、總結(jié)和歸納了光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的相關(guān)機(jī)理，介紹了單芯和多芯光子晶體光纖的參數(shù)和特性，為后續(xù)超連續(xù)譜產(chǎn)生的實驗

2、研究工作提供了分析依據(jù)。攻克了15/130雙包層大模場光纖與光子晶體光纖的超低損耗熔接技術(shù)，為搭建基于光子晶體光纖的高功率全光纖化超連續(xù)譜光源奠定了基礎(chǔ)。
　　2、對基于單芯光子晶體光纖的高功率超連續(xù)譜產(chǎn)生技術(shù)開展了研究：提出了在預(yù)放大器和功率放大器中分別采用高摻雜濃度和低摻雜濃度增益光纖的皮秒光纖激光MOPA放大方案，采用纖芯直徑為15μm的雙包層光纖搭建了最高平均輸出功率為125 W、脈沖重復(fù)頻率可調(diào)的高功率皮秒光纖激光器，并

3、將其用作超連續(xù)譜產(chǎn)生的泵浦源。同時，采用纖芯直徑較大的單芯光子晶體光纖作為超連續(xù)譜產(chǎn)生介質(zhì)，研制了結(jié)構(gòu)簡單緊湊的高功率全光纖化超連續(xù)譜光源。該超連續(xù)譜光源的最高平均輸出功率為101W，光譜覆蓋范圍為700 nm至1700 nm以上，泵浦激光到超連續(xù)譜的轉(zhuǎn)換效率為78.9％。這是首個公開報道的基于單芯光子晶體光纖實現(xiàn)的平均輸出功率超過一百瓦的超連續(xù)譜光源。
　　3、對基于多芯光子晶體光纖的高功率超連續(xù)譜產(chǎn)生技術(shù)開展了研究：研制了首個

4、公開報道的全光纖化多芯光子晶體光纖超連續(xù)譜光源。采用高功率皮秒光纖激光器泵浦兩種國產(chǎn)七芯光子晶體光纖，均實現(xiàn)了平均輸出功率超過100 W的全光纖化超連續(xù)譜輸出。對比研究了光纖結(jié)構(gòu)和泵浦激光脈沖重復(fù)頻率對七芯光子晶體光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生過程以及最終形成光譜的影響。對基于多芯光子晶體光纖的高功率超連續(xù)譜光源的光譜拓展能力和功率提升潛力進(jìn)行了分析和討論，結(jié)果表明高功率光纖激光器結(jié)合特殊設(shè)計的多芯光子晶體光纖，可以獲得平均功率更高、光譜更優(yōu)化的超