飞秒脉冲固体激光在可饱和吸收体中非线性特性的数值模拟

【摘要】：随着超短脉冲激光技术的迅速发展,飞秒脉冲技术在超快光谱学、追踪化学反应、材料的精密加工、光网络和计算、核聚变和X射线激光以及眼科和外科手术等领域都有重要的应用。飞秒脉冲激光以稳定可靠、寿命长、光束质量好、可调谐、小型紧凑、重量轻、操作简单、价格低等优点,引发了基础科学和技术科学的一场广泛而深刻的变革。获得宽度更短的脉冲,成为了人们研究的焦点和主要方向。本论文的主要研究内容如下:理论上研究了飞秒脉冲固体激光的非稳定性机制、固体激光在饱和吸收体中非线性特性、色散的基本规律并二阶色散和三阶色散对输出激光的影响。编写了Maple 13程序进行模拟计算并分析锁模的基本原理、振幅调制和相位调制,探讨了用比较简单的方法来判断激光稳定性,在此基础上进一步研究了克尔透镜锁模钛蓝宝石激光器的自动调制和克尔透镜锁模固体激光在相干吸收体中的特性。根据耦合广义Landau-Ginzburg方程和Bloch方程对相干吸收体的解析模型上得到了进步,KLM不存在时半导体吸收体会产生非2π?双曲正割脉冲的自感应透明,克尔透镜锁模(KLM)存在时则产生超短2π?双曲正割脉冲,KLM的出现会消除掉吸收体的最小调制度的限制。