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《北京工业大学》 2013年
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百毫瓦全光纤超连续谱激光器的研究

孙畅  
【摘要】:近年来,超连续谱光源越来越受到人们的关注。由于它具有宽光谱,高强度,高空间相干度等优点而被应用于激光雷达、长途通讯、医学成像,以及光学计量等领域。其中,百毫瓦级的小功率超连续谱光源有其自身独特的应用领域,如表面等离子体,光纤光栅测试,激光雷达,瞬态光谱,光学相干层析技术等。它具有光谱宽、成本低、体积小的特点,因此可代替复杂的多波长激光器系统以及ASE、SLD、氙灯等常用的宽谱光源。根据小功率超连续谱目前的发展现状,总结出存在的优缺点,最后针对这些优缺点,并从课题来源出发确定出本文实现全光纤百毫瓦级超连续谱激光器的具体实验方案。 本文的主要内容如下: 理论方面:1、从脉冲传输基本方程出发推导出描述光纤中非线性传输特性的非线性薛定谔方程,并对产生超连续谱的几种非线性效应进行了简单介绍。2、对被动锁模技术进行概述,重点介绍了半导体可饱和吸收镜(SESAM)的工作原理以及耗散机制的产生过程。 实验方面:1、对低重频SESAM被动锁模光纤激光器进行腔型选择实验,最后确定出了锁模范围最大的腔型作为后续实验的基本腔型。2、从降低重频和窄化脉宽两方面进行提高脉冲峰值功率的实验。首先通过增加激光器腔长来降低重频,根据拉曼效应产生的先后,确定当重频为10.65MHz时,输出峰值功率最大。然后引入滤波器进行耗散孤子锁模实验,目的是为了窄化脉宽以提高脉冲峰值功率。3、进行结构简化实验。通过选择腔内器件的参数来提高振荡级输出功率,从而简化激光器结构,最后在重频为10.65MHz的情况下,振荡级输出功率最大可达到1.52mW,使激光器整体结构减少了一级预放级。4、在增加腔长的实验中尝试获得超低重频锁模脉冲。经过实验,最后得到了156.8KHz的基频锁模。5、在对不同芯径光子晶体光纤与单模光纤的低损耗熔接进行实验。通过调节不同的熔接参数,最后获得了损耗在0.3dB~0.35dB以内的低损耗熔接。6、对不同零色散点光子晶体光纤及级联光子晶体光纤进行超连续谱产生的实验,最后利用零色散点在1040nm的光子晶体光纤获得了光谱范围从550nm到1700nm,平坦度小于10dB,平均功率为105mW的超连续谱输出。利用级联光子晶体光纤获得了光谱范围从530nm到1700nm,平坦度为10dB,平均功率为76mW的超连续谱输出。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN248

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