收藏本站
《华东师范大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高重复频率超短脉冲放大及相位噪声抑制的研究

闫明  
【摘要】:高重复频率超短脉冲的放大与相位噪声抑制是实现高功率光学频率梳的一项关键技术,对脉冲相干合成放大、时-频域可分辨精密光谱测量、紫外光梳的产生、中远红外光梳的产生和光频率合成等前沿科学和尖端技术的发展意义重大。本论文正是围绕着这一主题,以“高重复频率超短脉冲的产生-脉冲光纤放大及噪声研究-脉冲精密控制与相位噪声抑制”为主线,开展了超短脉冲的产生、高重复频率锁模脉冲的实现、脉冲精密同步控制、超短脉冲功率放大以及脉冲载波包络相位噪声补偿和精密控制等几个方面的研究工作。同时,论文针对超短脉冲放大过程中的附加相位噪声问题,采用了级联啁啾脉冲放大技术有效抑制了脉冲放大过程中的自发辐射噪声和高阶非线性噪声,并利用基于声光频移器的前馈式零频噪声补偿技术实现了对高功率超短脉冲载波包络相位噪声的抑制,最终获得了平均功率7W、脉宽130fs、零频线宽1.4mHz的载波包络相位稳定的低噪声超短脉冲输出。 本论文的主要研究内容和创新点介绍如下: 1.研制成高重复频率脉冲光纤激光振荡器,获得了脉冲宽度在百飞秒量级的超短激光脉冲输出,为实现高重复频率超短脉冲放大及相位噪声抑制的研究提供长期稳定的脉冲光源。 1)基于非线性偏振旋转锁模技术和色散补偿技术,实现了全光纤飞秒掺铒激光器,其输出脉冲宽度为87fs;搭建了呼吸脉冲锁模结构的飞秒掺镱光纤振荡器,并经过外腔压缩后,获得了脉宽55fs的近红外超短激光脉冲。 2)实验上研究了被动谐波锁模光纤激光器的谐波级次对载波包络零频线宽、相位噪声和幅度噪声的影响,为进一步发展基于谐波锁模的高重复频率载波包络相位稳定的脉冲光源提供了新的依据。同时,实验利用谐波锁模技术和双包层光纤放大技术,实现了重复频率558MHz,平均功率20W,脉宽180fs的高重复频率超短脉冲放大。 2.优化完善了高功率光纤激光放大系统,实现了百瓦量级的超短激光脉冲放大,并研究了超短脉冲放大过程中的时-频域噪声特性。 1)发展完善了全光纤啁啾脉冲放大系统,以大模场双包层掺镱光子晶体光纤为放大增益介质,获得了最高输出功率为200W,脉宽-300fs的高功率超短脉冲输出,并研究讨论了超短脉冲在高功率放大过程中的分裂和畸变等问题。 2)采用多级大模场双包层掺镱光纤放大器实现了对纳秒方波同步脉冲的功率放大,最终获得了平均功率高达131W,单脉冲能量约0.55mJ的高能同步纳秒方波脉冲输出,为进一步开展光参量啁啾脉冲放大和多波长脉冲相干频谱合成放大提供同步光源。同时,在该同步系统上研究讨论了功率放大过程对同步脉冲引入的时间-相位噪声情况。 3.实现了对超短锁模脉冲在时-频域上的精密控制以及对高重复频率脉冲放大过程中相位噪声的有效抑制,并研制成高功率近红外掺镱光纤光梳系统。 1)发展了新的同步控制机制,即交叉吸收调制同步技术,并成功利用该技术实现了对纳秒锁模方波脉冲的精密时间同步控制,同步时间抖动1ps,最大同步失匹长度达8.2cm,是目前报道的最大同步失匹量。同时,该研究为进一步研究探索实现脉冲载波包络相位的全光控制技术提供了新方向。 2)发展了新的基于声光移频器的前馈式载波包络相位噪声补偿技术,有效抑制了掺镱双包层光纤放大器对脉冲引入的相位噪声,为发展高功率近红外光梳和载波包络相位稳定的脉冲相干合成放大提供新途径。 3)在前馈式载波包络相位噪声补偿的基础上,进一步实现了对脉冲载波包络相位零频和重复频率的实时精密控制,研制成高功率近红外光纤光梳系统,获得了平均功率7W,脉宽130fs的高功率光梳脉冲,其载波包络零频线宽仅为1.4mHz,相应的时间抖动为120as。该项研究为后期实现光谱合成和脉冲相干合成放大提供了可靠的光源。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN248

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 姚建铨;任广军;张强;王鹏;;掺镱双包层光纤激光器及其泵浦耦合技术[J];激光杂志;2006年05期
2 楼祺洪,周军,李铁军,董景星,魏运荣,王之江;4.9W掺镱双包层光纤激光器[J];中国激光;2002年04期
3 刘庆文;王清月;薛迎红;胡明列;宋有健;李进延;陈伟;柴路;;激光二极管抽运掺Yb~(3+)光纤放大器获得2.41W超短脉冲输出[J];中国激光;2008年06期
4 王雄飞;赵鸿;朱辰;李尧;林佶翔;陈三斌;;高重频窄脉宽光纤激光器的输出特性实验研究[J];中国激光;2009年07期
5 侯静;肖瑞;姜宗福;舒柏宏;陈金宝;刘泽金;;三路掺镱光纤放大器的相干合成实验研究[J];强激光与粒子束;2006年10期
6 冯宇彤;王雄飞;朱辰;李尧;张昆;张大勇;赵鸿;姜东升;;100W全光纤声光调Q光纤激光器实验研究[J];强激光与粒子束;2011年06期
7 朱洪涛;楼祺洪;周军;漆云凤;董景星;魏运荣;;千瓦级双包层光纤激光器冷却方案设计理论和实验研究[J];物理学报;2008年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张军,潘玉寨,胡贵军,张亮,王立军;高功率光纤激光器的应用与展望[J];半导体光电;2003年04期
2 范馨燕;刘京郊;王涛涛;刘金生;武敬力;;主动锁相光纤放大器相干合成技术研究进展[J];半导体光电;2008年04期
3 耿鹏程;侯蓝田;韩伟涛;庞辉;;七芯光子晶体光纤耦合特性的研究[J];燕山大学学报;2010年04期
4 陈月娥;侯蓝田;;Yb~(3+)掺杂双包层光子晶体光纤制备研究[J];光电工程;2009年02期
5 韩凯;许晓军;周朴;马阎星;王小林;;多波长主动式相干合成中光程差对合成效果的影响[J];国防科技大学学报;2011年02期
6 汪小超;范薇;常丽萍;张攀政;林尊琪;;百皮秒脉冲在掺镱双包层光纤放大器中的放大[J];光学学报;2010年05期
7 耿鹏程;侯蓝田;韩伟涛;庞辉;夏长明;;大模面积掺Yb~(3+)七芯光子晶体光纤的设计[J];光学学报;2010年09期
8 田国周;周雷;谢鸿志;;光纤合束器的制作工艺及其应用[J];光纤与电缆及其应用技术;2009年04期
9 张茂;任钢;吉清;刘文兵;刘全喜;钟鸣;;掺Tm~(3+)光纤激光器的热效应分析[J];光学技术;2012年04期
10 张汉伟;周朴;王小林;许晓军;;百纳秒级单频脉冲光纤激光极限功率的数值分析[J];光学学报;2012年12期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴文华;冉洋;熊松松;陈鑫;;光纤激光器的医疗应用研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王培峰;大功率半导体激光器端面泵浦全固态激光器研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 巨养峰;光纤超荧光光源和固体激光器件[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2002年
3 陈吉欣;掺镱双包层光纤激光器研究[D];电子科技大学;2006年
4 付圣贵;高功率双包层光纤激光器的理论与实验研究[D];南开大学;2005年
5 詹仪;掺镱双包层光纤激光器的研究[D];郑州大学;2007年
6 贾秀杰;高功率光纤激光器及其相干合成技术的研究[D];南开大学;2007年
7 肖瑞;主振荡功率放大器方案光纤激光相干合成技术[D];国防科学技术大学;2007年
8 尚连聚;LD泵浦的声光调Q掺镱全光纤激光器[D];天津大学;2007年
9 黄琳;1.06μm调Q光纤激光器研究[D];电子科技大学;2009年
10 郝强;紫外光学频率梳驱动源的关键技术研究[D];华东师范大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马森;双包层光纤放大器增益介质的理论研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 杨柳冬;铒镱共掺双包层光纤放大器的研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 杜亮;掺镱双包层全光纤激光器的研制和测试[D];重庆师范大学;2011年
4 陈辉;光纤激光打标机打孔工艺研究[D];江南大学;2011年
5 白晓磊;脉冲泵浦掺镱双包层光纤激光器的理论和实验研究[D];天津大学;2010年
6 林翔;脉冲可调谐光纤激光器研究[D];华中科技大学;2011年
7 陈博;掺镱双包层光纤主振荡功率放大激光系统的研究[D];天津大学;2012年
8 范文成;掺镱激光玻璃和光子晶体光纤的制备及其特性的实验研究[D];燕山大学;2012年
9 张乐;基于激光锁频技术的光纤振动传感器和高稳定性倍频激光系统研究[D];浙江大学;2012年
10 张军;高功率光纤激光器实验研究[D];吉林大学;2004年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄琳,刘永智,代志勇;大功率双包层光纤激光器[J];光电子技术;2005年02期
2 孙迭篪,胡谊梅,梁建中,李富铭,尹红兵,伍淑坚,刘有信;掺镱双包层光纤激光器研究[J];光通信研究;2000年05期
3 楼祺洪,周军,朱健强,吴中林,孔令峰,董景星,叶震寰,魏运荣,王之江;50-watt ytterbium-doped double-clad fiber laser[J];Chinese Optics Letters;2003年10期
4 楼祺洪,周军,朱健强,朱晓峥,孔令峰,董景星,魏运荣,王之江;10瓦级双包层光纤激光器[J];光学学报;2003年09期
5 周军;楼祺洪;朱健强;何兵;董景星;魏运荣;张芳沛;李进延;李诗愈;赵宏明;王之江;;采用国产大模场面积双包层光纤的714W连续光纤激光器[J];光学学报;2006年07期
6 孙鑫鹏;赵长明;杨苏辉;;高功率掺镱光纤放大器中频率上转换发光现象的研究[J];光学学报;2008年08期
7 陈伟;张艳;任民;谢亮;袁海庆;王欣;祝宁华;;单纵模布里渊掺铒光纤激光器的实验研究[J];光学学报;2008年09期
8 宁鼎,傅成鹏,丁镭,刘伟伟,吕可诚,董孝义;掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的实验研究[J];光子学报;2001年04期
9 阮双琛,苏红新,冯鸣,杜戈果,文华胡,林浩佳;8.6W掺Yb~(3+)双包层光纤激光器的研究[J];光子学报;2003年05期
10 金凤文;于欣;李旭东;于俊华;陈德应;;LD单端泵浦Nd:GdVO_4声光调Q高重频窄脉宽激光器[J];红外与激光工程;2007年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张强;掺镱双包层光纤激光器实验研究及圆盘光纤激光器设计[D];天津大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔满丰,张国顺,赵祥明,赵爱国;微机控制脉宽可调的重复频率Nd:YAG激光器[J];激光杂志;1996年05期
2 邓崇俊;;风冷重复频率激光测距机问世[J];激光技术;1989年04期
3 杨智敏,徐茜人,孙年春;重复频率耐热YAG激光器[J];量子电子学报;1987年04期
4 马丁;宗伟健;蔡岳;张志刚;;230MHz重复频率锁模掺铒光纤激光器[J];中国激光;2010年06期
5 张永辉,马乔生,常安碧,周传明,甘延青,刘忠;重复频率强流电子束二极管实验研究[J];强激光与粒子束;2004年11期
6 马乔生,张永辉,常安碧,甘延青,刘忠,周传明;重复频率强流电子束的产生和传输实验研究[J];强激光与粒子束;2005年04期
7 陈建平;;超声波探伤幻像波分析[J];现代冶金;2010年02期
8 梁国忠;;提高半导体激光器电源重复频率的方法[J];激光技术;1983年06期
9 张嘉生;一种重复频率的高功率脉冲发生器[J];强激光与粒子束;1999年04期
10 张永辉;常安碧;向飞;宋法伦;康强;罗敏;李名加;龚胜刚;;电功率20GW重复频率强流电子束二极管研究[J];物理学报;2007年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张永辉;常安碧;向飞;康强;罗敏;李名加;龚胜刚;赵殿林;金晖;甘延青;鞠炳全;刘忠;;电功率20GW重复频率强流电子束二极管实验研究[A];第九届真空技术应用学术年会论文集[C];2006年
2 冯弟超;常安碧;龚胜刚;夏世维;;重复频率高压脉冲触发源的研制[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
3 韩海年;张炜;王鹏;李德华;魏志义;沈乃澂;聂玉昕;;飞秒激光频率梳的精密锁定及其对碘稳532nm激光的初步测量[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
4 谭杰;范植开;胡克松;曹绍云;罗光耀;李春霞;张北镇;吴勇;侯玺群;;重复频率长脉冲强流电子束源初步调试[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
5 罗敏;常安碧;赵殿林;甘延青;龚胜刚;刘忠;;兆伏级重复频率三电极气体开关的优化研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
6 梁琳;余岳辉;王天虹;;激光推进脉冲功率源用固体开关RSD[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
7 李亚维;谢敏;冯宗明;刘云涛;马成刚;;重复频率脉冲功率源测控系统的设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
8 罗敏;常安碧;赵殿林;;MV级重复频率三电极气体开关系统的设计及初步实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
9 詹天文;;基于螺旋线的强流电子束加速器的初级能源的初步研究[A];第三届全国加速器技术学术交流会论文摘要集[C];2007年
10 孟国栋;成永红;吴锴;宋坚瑞;孟永鹏;;重复频率和脉宽可调的高压方波发生器[A];2010电工测试技术学术交流会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 西安 瞿贵荣 摘编;3W桥式放大器STA7056简介[N];电子报;2006年
2 新华社记者  王恒志 姚玉洁 本报记者 王明浩;祝福短信遭遇“同质化”[N];人民日报;2006年
3 ;为了蔚蓝的天空[N];大众科技报;2006年
4 大海 张弦;Autonomy:传统搜索终结者?[N];计算机世界;2005年
5 刘嵘;参与 “新农合”保险业应量力而行[N];中国保险报;2007年
6 苏慧;商业大片植入营销超级秀场[N];中国联合商报;2007年
7 李海涛;乳业专家解码当前乳业谜局[N];中国畜牧兽医报;2007年
8 李海涛;乳业专家解码当前乳业迷局[N];农民日报;2007年
9 俞铮;中国将建大科学装置:散裂中子源[N];新华每日电讯;2006年
10 王莲萍 李含德 李卫芳;为了蔚蓝的天空[N];中国航空报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邵涛;重复频率纳秒脉冲气体击穿研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
2 孔中华;金属化膜脉冲电容器若干问题的研究[D];华中科技大学;2008年
3 高景明;陡化前沿Marx发生器及其应用研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 张自成;紧凑重频Tesla变压器型吉瓦脉冲发生器[D];国防科学技术大学;2008年
5 左春华;掺钕钆镓石榴石晶体(Nd:GGG)激光特性研究[D];山东大学;2009年
6 彭亚斌;基于RSD的重复频率脉冲功率电路研究[D];华中科技大学;2012年
7 潘淑娣;Nd:YLF晶体特性及全固态激光器研究[D];山东师范大学;2007年
8 刘凤芹;Nd:LuVO_4晶体特性及其全固态激光器研究[D];山东大学;2007年
9 黄琳;1.06μm调Q光纤激光器研究[D];电子科技大学;2009年
10 甘雨;掺镱光纤超短脉冲激光器的理论与实验研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于峰;全固态激光打标系统的研究[D];长春理工大学;2008年
2 刘迪;重复频率铒YAG激光器的设计与研究[D];长春理工大学;2009年
3 刘宏伟;紧凑型重复频率快上升沿Marx发生器的研究[D];中国工程物理研究院;2007年
4 陈蒸;一种紧凑型重复频率脉冲触发源研究[D];国防科学技术大学;2008年
5 于春来;MARX放电电路脉冲成形技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 许建军;强流电子束加速器重复频率脉冲电源研究[D];西南交通大学;2003年
7 罗海林;一种新型高功率脉冲电源的研制[D];武汉大学;2004年
8 贺臣;重复频率长寿命气体火花开关的研究[D];华中科技大学;2004年
9 白浩银;重复频率高功率脉冲电源的研究[D];华中科技大学;2011年
10 罗敏;高功率重复频率气体火花开关理论与实验研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026