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《电子科技大学》 2005年
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高性能锁模光纤激光器研究

赵德双  
【摘要】:超短光脉冲的产生不仅是实现OTDM/WDM的关键技术之一,同时也是非线性光学、超快光学等研究方向的前沿课题。光纤激光器以掺稀土元素光纤作为增益介质,与半导体激光器相比,具有增益特性好、转换效率高、阈值低、输出光束质量好、与现有通信系统相兼容等特点;与传统固体激光器相比,其具有体积小、重量轻、结构紧凑、可靠性高等优点,是目前超短脉冲激光技术领域中的热点研究课题。本论文主要围绕掺Er~(3+)锁模光纤激光器,结合实验室现有条件进行了如下工作: (1)研究了光纤激光器锁模物理机制,对比分析了各种锁模技术优缺点,根据锁模光纤激器腔体结构,归纳总结了6种传输结构分析模型,并针对各种传输模型讨论了其相应的锁模脉冲传输方程。 (2)提出了一种新型的分步有限差分(SSFD)算法来求解非线性锁模脉冲传输方程。结果表明,该算法可以有效地提高脉冲传输方程的计算速度和精度,特别是在分析强非线性问题时,相比分步傅利叶变换(SSFT)和传统有限差分(FD)算法有极大的改进。 (3)从时域锁模方程出发,分析了利用非线性偏振旋转(NPE)效应实现锁模的物理机制,详细讨论了腔体损耗、色散、自相位调制、NPE可饱和吸收体对锁模光纤激光器的影响;根据路径平均非线性薛定谔方程,对NPE被动锁模光纤激光器自起振特性、稳定性进行理论分析,研究了各种腔体参数对被动锁模自起振特性的影响,得到了自起振锁模的实现条件;采用掺Er~(3+)光纤作为增益介质,利用NPE锁模机制,研制出了具有自起振、低阈值全光纤锁模激光光源,获得了重复速率为14.6MHz,平均输出功率为0.36mW,谱线宽度为10nm,变换极限宽度为258fs的稳定锁模光脉冲。 (4)详细地研究了NPE被动锁模掺Er~(3+)光纤激光器频谱边带的产生机理,推导了频谱边带位置计算公式,数值分析了各种增益光纤长度、腔体总长度、色
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN248

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈伟成;;光纤激光器中锁模孤子序列的长周期脉动[J];半导体光电;2010年03期
2 张晓伏;梁立成;;基于主动锁模光纤激光器的时钟分频研究[J];牡丹江师范学院学报(自然科学版);2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 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
2 徐聪;全正色散锁模光纤激光器的性能研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 朱剑峰;非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器理论特性研究[D];太原理工大学;2011年
2 吴永超;超短光脉冲产生技术研究[D];天津大学;2010年
3 贺虎成;偏振旋转环形腔掺铒光纤激光器特性研究[D];太原理工大学;2006年
4 任晶;超短脉冲光源及高功率纳秒脉冲传输特性研究[D];天津大学;2008年
5 柯静波;用于空间碎片探测的光纤激光器研究[D];华中科技大学;2008年
6 唐毅;基于非线性偏振旋转效应的被动锁模环形光纤激光器研究[D];吉林大学;2010年
7 王雷;掺Yb~(3+)环形光纤激光器的可调谐特性研究[D];吉林大学;2012年
8 韦小明;1.5μm高重复率飞秒光纤激光器[D];华南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王肇颖,王永强,林冉,葛春风,张瑞峰,李世忱;亚皮秒自起振被动锁模掺铒光纤激光器[J];光电子·激光;2004年03期
2 王林,李景镇,徐平;有理数谐波主被动锁模掺铒光纤激光器[J];光学学报;2001年05期
3 于晋龙 ,马晓红 ,杨天新 ,丁永奎 ,戴居丰 ,杨恩泽;20GHz注入锁模光纤激光器实验[J];光学学报;2002年02期
4 赵春柳,马宁,董新永,张伟刚,杨石泉,蒙红云,袁树忠,开桂云,董孝义;利用啁啾光纤光栅色散特性实现波长可调谐的主动锁模掺铒光纤环行腔激光器[J];光学学报;2002年07期
5 王肇颖,王永强,李智勇,贾东方,葛春风,张瑞峰,李世忱;基于色散不对称光纤环形镜的锁模光纤激光器[J];光学学报;2004年05期
6 曹顺湘,王发强,陈明华,温扬敬,杨祥林;主被动锁模光纤激光器的脉宽计算及其稳定性分析[J];光学学报;1997年06期
7 黄志坚,孙军强,黄德修;自启动被动锁模掺铒光纤激光器的研究[J];光学学报;1998年08期
8 陈国夫,王贤华,刘东峰,白晋涛,廖信仪;稳定的全光纤飞秒激光光源[J];光子学报;2001年02期
9 刘东峰,陈国夫,王贤华;自起振被动锁模掺Er~(3+)光纤环形腔孤子激光器的实验研究[J];中国科学(A辑);1999年07期
10 曹顺湘,沈才良,王发强,杨祥林;非线性偏振旋转光纤环形孤子激光器的分析[J];中国激光;1997年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 俞本立,毛红敏;光学超短脉冲整形的研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
2 张爱清;陈朝;;用850nm收发器实现光纤到户[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年01期
3 于坤;郭笑天;;光强闪烁对大气激光通信系统误码率的影响[J];安顺学院学报;2010年05期
4 胡庆,王敏琦,袁绥华;偏振光在保密通信中的应用研究[J];半导体光电;2001年06期
5 蔡炬,杨祥林;光孤子通信技术的现状与未来[J];半导体光电;2003年01期
6 李军,周鹏,陈伟;一种用于APON系统的突发式光发射模块[J];半导体光电;2003年03期
7 王敏琦,胡庆;光波长转换技木及其在WDM网络中的应用[J];半导体光电;2004年02期
8 颜微子,孙力军,雒永太,熊红军;光纤延迟取样测量系统[J];半导体光电;2005年05期
9 刘洋;赵崇光;王蓟;张亮;王立军;;刻制单模和折射率渐变少模光纤光栅的研究[J];半导体光电;2006年01期
10 刘兆伦;李曙光;倪正华;侯蓝田;;微结构光纤中的相位匹配分析[J];半导体光电;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖浩;杨华;;振幅调制连续光控制梳状频谱产生的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 谢栋;文建国;;一种适合低阈值中红外超连续谱产生的新型微结构光纤[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 吕鑫;蒋卓勤;李迎春;;偏振态的高速实时测量方法的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 缪凯;刘波;林炜;郭澎;王炜男;;光纤干涉仪消光比特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 马会芳;郑龙;张霞;黄永清;任晓敏;;色散平坦微结构光纤中超连续谱的幅度噪声研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 夏兰叶;谢栋;文建国;文双春;;微结构硫化物光纤中中红外超连续谱的产生[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 陈伟力;王霞;金伟其;;基于偏振双向分布反射函数的红外偏振特性分析[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 文建湘;吴江;徐晓军;文雁平;萧天鹏;;高精度光纤陀螺用1550nm细径保偏光纤的研制[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 柴常;;高阶效应对脉冲压缩的影响[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 李建华;王荣;徐智勇;朱勇;;一种新的应用小波变换的直接检测BOTDR系统[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李德华;光整流产生THz辐射及其转换效率的研究[D];山东科技大学;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张勇;布里渊光纤陀螺有源腔关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 陈世同;高精度光纤陀螺建模及信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 孙晶华;提高水下激光成像衬度的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 武立华;电磁超材料非线性特性理论研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 马丽珍;自由空间量子通信中偏振光子传输和操控的理论与模拟研究[D];中国海洋大学;2010年
8 齐新元;非线性光子学晶格中的光传播性质研究[D];南开大学;2010年
9 王华;光孤子的长距离稳定传输及三角形光脉冲的研究[D];南开大学;2010年
10 黄小东;ICF激光驱动器前端系统关键技术研究[D];山东大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 魏星斌;中红外PPLN光参量振荡技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 宣亮亮;基于PC机和FPGA的光纤通道接口适配器的研究与实现[D];南昌航空大学;2010年
3 张婷婷;单池双光束布里渊散射放大研究[D];南昌航空大学;2010年
4 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
5 韩书新;光纤陀螺用保偏光纤及光纤环测试方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 蒋红进;蚁群算法在光突发交换网络路由中的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王刚;光纤电流传感器性能分析与研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 阳光辉;多普勒全光纤速度传感器的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 付丽丽;单块晶体集成的Crossbar网络的优化设计与制作[D];辽宁师范大学;2010年
10 史鹏;偏振光子的大气传输及光子与腔—量子点的相互作用[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡智勇,刘俭辉,葛春风,李世忱;基于光纤环形镜滤波的L波段可调谐光纤激光器[J];半导体光电;2004年06期
2 阎春生,刘永智;光纤激光器的研究与发展[J];半导体光电;1997年05期
3 姬剑锋;焦文海;胡国军;;卫星激光测高原理及其测距精度估算[J];测绘技术装备;2005年02期
4 彭翰生,张小民,范滇元,朱健强;高功率固体激光装置的发展与工程科学问题[J];中国工程科学;2001年03期
5 杨青,俞本立,甄胜来,孙志培,吴海滨;光纤激光器的发展现状[J];光电子技术与信息;2002年05期
6 王肇颖,王永强,林冉,葛春风,张瑞峰,李世忱;亚皮秒自起振被动锁模掺铒光纤激光器[J];光电子·激光;2004年03期
7 蔡治平,曾丽珠,葛春风,吕辰刚,武星,李世忱;基于角度调谐F-P干涉仪的C波段可调谐激光器的研究[J];光电子·激光;2005年04期
8 赵德双,刘永智,王秉中,张长命,黄绣江;高能量飞秒脉冲掺Er~(3+)光纤激光器[J];光电子·激光;2005年08期
9 李康;赵卫;王屹山;陈国夫;董淑福;;改进的F-P腔大功率掺Yb~(3+)双包层光纤激光器[J];光电子·激光;2006年03期
10 闫晗;魏莹;王肇颖;费爱梅;贾东方;李世忱;;自起振σ形腔被动锁模掺Er~(3+)光纤激光器[J];光电子.激光;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张洪明;高速光取样技术及应用[D];清华大学;2003年
2 黄绣江;超短脉冲掺镱光纤激光器的研究[D];电子科技大学;2005年
3 冯新焕;多波长及锁模光纤激光器的理论与实验研究[D];南开大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 林宏奂;掺Yb~(3+)光纤超短脉冲激光器的研究[D];中国工程物理研究院;2004年
2 唐毅;基于非线性偏振旋转效应的被动锁模环形光纤激光器研究[D];吉林大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 林翔;脉冲可调谐光纤激光器研究[D];华中科技大学;2011年
2 杨德林;光脉冲在新型光纤放大系统中传输的模拟研究[D];天津大学;2012年
3 王雷;掺Yb~(3+)环形光纤激光器的可调谐特性研究[D];吉林大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 黄志坚,孙军强,刘雪峰,黄德修;自调Q掺饵光纤激光器[J];高技术通讯;1996年12期
2 马晓红,于晋龙,王林,杨恩泽;光时分复用系统中单路时钟的提取[J];光学学报;1999年11期
3 刘东峰,杜戈果,陈国夫,王贤华;掺Er~(3+)光纤环腔激光器的初步研究[J];光子学报;1998年09期
4 刘东峰,陈国夫,王贤华;自起振被动锁模掺Er~(3+)光纤环形腔孤子激光器的实验研究[J];中国科学(A辑);1999年07期
5 曹顺湘,王发强,陈明华,温扬敬,杨祥林;受激拉曼散射对被动锁模光纤环形孤子激光器的影响[J];中国激光;1997年07期
6 王林,于晋龙,马晓红,杨恩泽,张以谟,黄超,李世忱;有理数谐波锁模掺铒光纤环形激光器[J];中国激光;1999年02期
7 王林,于晋龙,马晓红,杨恩泽,张以谟,陈才和,黄超,李世忱;主动锁模掺铒光纤环形激光器有理数谐波调制技术[J];物理学报;1999年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张伟;李喆;陈国夫;赵卫;王屹山;侯洵;;高消光比掺Yb~(3+)锁模脉冲光纤激光器研究[J];光子学报;2008年07期
2 高雪松;高春清;宋学勇;李家泽;魏光辉;;环形掺Er~(3+)光纤激光器输出特性分析与实验研究[J];红外与激光工程;2006年05期
3 蔡岳;杨暐建;周春;张广晓;张梦;张志刚;;基于金属/介质混合反射镜的高调制深度半导体可饱和吸收镜锁模的飞秒光纤激光器[J];光学学报;2009年11期
4 王彦,崔一平;光纤激光器技术[J];电子器件;2004年02期
5 王永强,王肇颖,李智勇,李世忱;光纤环形激光器中锁模脉冲均匀性的理论分析和实验研究[J];量子电子学报;2004年06期
6 柯常军;高功率双包层光纤激光器[J];光学与光电技术;2003年05期
7 ;专利与文献[J];激光与红外;1991年06期
8 林金桐;光纤激光器的偏振开关操作[J];光学学报;1993年07期
9 王劼,程瑞华,干福熹;单模光纤激光器耦合损耗分析[J];中国激光;1995年03期
10 谢品华,之己;工业市场上应用的光纤激光器[J];光电子技术与信息;1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵德双;王秉中;杨雪松;王建勇;肖绍球;洪劲松;;基于锁模光纤激光器的UWB信号源[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
2 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
3 沈永行;孔剑;葛剑虹;;光电子技术教学中融入光纤激光器发展内容的体会[A];2006—2010年教育部高等学校光电信息科学与工程专业教学指导分委员会及协作委员会2009年全体会议论文集[C];2009年
4 楼祺洪;周军;朱健强;王之江;;高功率光纤激光器与放大器[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
5 杨磊;潘炜;罗斌;江宁;项水英;;光纤激光器延时反馈的动态特性与复杂度研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 赵健;闫培光;舒杰;阮双琛;;基于SESAM被动调Q锁模掺镱大模面积光纤激光器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 辛立军;黄涛;王智勇;;光纤激光器与Slab CO_2激光器焊接应用对比研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
8 冀翔;陆启生;;光纤激光器合成高重频激光干扰激光末制导武器探讨[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 焦明星;杨合宁;刘芸;邢俊红;;双波长光纤激光器与力传感技术实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 曹志刚;;基于多级光纤锥滤波器结构的光纤激光器研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘祖华;做中国人自己的光纤激光器[N];中国组织人事报;2011年
2 记者 涂亚卓 通讯员 廖巧玲 实习生 余笑寒;高性能光纤激光器开发成功[N];湖北日报;2008年
3 记者 杨文平 实习生 王晓琼;两名“千人计划”人才谈人才培养[N];长江日报;2010年
4 杨靖;林金桐:教书育人润物无声[N];科技日报;2004年
5 本报记者 杨朝晖;四诊合参诊断系统:科学与中医的对接[N];科技日报;2008年
6 本报记者 胡嫚;光谷诞生自主知识产权高性能光纤激光器[N];中国知识产权报;2009年
7 北京邮电大学光通信中心 张民;走过低迷 激光未来风景这边独好[N];通信产业报;2004年
8 戴劲松;我国自主研发高性能光纤激光器打破国际垄断格局[N];大众科技报;2008年
9 记者 夏永辉 彭磊;“机电”的魅力[N];湖北日报;2010年
10 本报记者 刘志伟;迈向激光高端制造业[N];科技日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵德双;高性能锁模光纤激光器研究[D];电子科技大学;2005年
2 陈国梁;新型被动锁模光纤激光器研究[D];中国科学技术大学;2011年
3 张先明;宽光谱与时域宽调谐光纤激光器研究及应用[D];中国科学技术大学;2012年
4 王擂然;耗散孤子光纤激光器的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2012年
5 傅志辉;新型光纤激光器与高灵敏度光纤振动传感器研究[D];浙江大学;2009年
6 陈达如;先进光纤激光器技术及其在光传感、光学微波产生的应用[D];浙江大学;2009年
7 冯素春;多波长、单纵模光纤激光器的研究[D];北京交通大学;2010年
8 张晓磊;多芯光纤激光器及新波长固体激光器[D];山东大学;2011年
9 吴至境;频率精细可调谐布里渊光纤激光器及其在微波光子学中的应用[D];上海交通大学;2011年
10 汪园香;脉冲型双包层掺镱光纤激光器及相关器件的研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 靳春江;新型高能量超短脉冲光纤光源的研究[D];河北师范大学;2010年
2 许琰;可调谐窄线宽光纤激光器研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 顾燚;飞秒光纤激光器产生超连续谱的研究[D];上海交通大学;2010年
4 廖胜辉;光纤激光器及其在传感中的应用[D];武汉理工大学;2005年
5 王国政;光纤激光器的研究[D];长春理工大学;2002年
6 伍浩坤;超窄带单纵模光纤激光器泵浦源控制技术研究[D];华南理工大学;2010年
7 田力;高速光纤通信系统中双波长光纤激光器的研究[D];天津理工大学;2010年
8 朱剑峰;非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器理论特性研究[D];太原理工大学;2011年
9 蔡冬梅;LD泵浦渗Yb~(3+)双包层光纤激光器[D];太原理工大学;2002年
10 柯静波;用于空间碎片探测的光纤激光器研究[D];华中科技大学;2008年
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