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《湖南大学》 2012年
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基于Lyot滤波器的石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器研究

张慧  
【摘要】:调Q光纤激光器具有光束质量好、效率高、体积小等优点,在光纤通信系统、工业加工、激光医学、军事等领域具有重要的应用。石墨烯是一种新型的二维结构碳质材料,它除了具有超高的机械强度、出色的导热性能以及独特的电学特性外,也具有独特的光学特性,为其在脉冲光纤激光器等方面的应用提供了广阔空间。基于石墨烯的优良光学特性,本文利用光学沉积法制备了石墨烯可饱和吸收体,实验研究了基于Lyot滤波器的石墨烯被动调Q掺铒光纤激光器的输出特性。本论文的主要工作如下: 1.基于矩阵光学理论,数值模拟了单级及级联Lyot滤波器的传输特性。主要结果如下:通过调节偏振控制器可实现波长调谐,调谐范围与保偏光纤的双折射系数和长度有关;固定其中一个偏振控制器,调节另一个当其引入的相移从π4到π12的过程中,滤波器消光比逐渐变小;滤波波长间隔与保偏光纤长度成反比,随着保偏光纤长度的增加波长间隔不断减少;对于二级级联Lyot滤波器,调节两段保偏光纤的主轴之间的夹角,可以改变两段保偏光纤的有效长度从而实现滤波波长间隔可调谐。 2.基于光学沉积法,优化沉积参数并制备了石墨烯可饱和吸收体。取3mg石墨烯与10mL二甲基甲酰胺(DMF)溶液混合,超声振荡并离心,然后将一光纤接头浸入到离心完成后石墨烯分散液中,在出纤功率为40mW时,通光10分钟,取出干燥后,连接另一光纤接头,制得了石墨烯可饱和吸收体。 3.搭建了环形腔被动调Q掺铒光纤激光器,实现了稳定的Q脉冲输出。泵浦光功率为61mW时,激光器自启动。随着泵浦光功率的变化,激光器的重复率重复频率在5.1kHz~14.2kHz范围内可变,输出平均功率从111.2μW增加到162.3μW,最窄脉冲宽度为8μs,最高单脉冲能量为11.5nJ。通过调节偏振控制器,激光器输出单波长可在1556nm~1558nm范围内可调,同时输出双波长也可连续调谐,调谐范围大约3nm。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN248

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【参考文献】
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