耗散孤子光纖激光器的研究.pdf

1、做為20世紀(jì)最為重要的發(fā)明之一，激光技術(shù)不僅僅是改變了人們的生活方式，它還為人類探索物質(zhì)更本質(zhì)特性中提供了強(qiáng)有力的工具。所以在隨后發(fā)展的四五十年時(shí)間里，各個(gè)種類的激光器層出不窮，例如固體激光器、液體激光器、氣體激光器、半導(dǎo)體激光器、染料激光器、準(zhǔn)分子激光器和光纖激光器等。其中，光纖激光器以其高轉(zhuǎn)換效率、結(jié)構(gòu)緊湊、高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)，受到越來越多學(xué)者的青睞。然而在光纖激光器的發(fā)展歷史中，傳統(tǒng)孤子產(chǎn)生于非線性系統(tǒng)中，光脈沖

2、存在于極小模場(chǎng)面積的纖芯中，在較小的輸入泵浦功率下就可能產(chǎn)生較高的峰值功率密度，高的峰值功率密度會(huì)增加傳輸過程中的非線性效應(yīng)，積累過量的非線性相移使光波分裂，所以傳統(tǒng)孤子的能量都不太高。耗散孤子產(chǎn)生于非線性系統(tǒng)中，它的產(chǎn)生主要由增益、損耗、色散、非線性等綜合效應(yīng)決定，其形成規(guī)律與傳統(tǒng)的孤子脈沖完全不同，它可以在不發(fā)生光波分裂的前提下，突破傳統(tǒng)的孤子光纖激光器所受到的能量限制。
　　本文的具體研究?jī)?nèi)容如下所述：
　　1.理論研

3、究方面，闡述了耗散孤子被動(dòng)鎖模光纖激光器中耗散孤子產(chǎn)生的具體機(jī)制及耗散孤子的特點(diǎn)，同時(shí)較為詳細(xì)的闡述光纖激光器中色散、非線性和增益三個(gè)關(guān)鍵要素對(duì)于耗散孤子的影響，并在此基礎(chǔ)上介紹了描述鎖模光纖激光器中脈沖傳輸特性的Ginzburg-Landau方程。
　　2.通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬在碳納米管做為飽和吸收體的色散管理光纖激光器中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的耗散孤子鎖模脈沖輸出。常見的耗散孤子頻譜圖形狀近似為矩形，且具有陡峭的邊沿。在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)耗散孤子脈沖

4、的啁啾近似為線性。此外，對(duì)該類型耗散孤子脈沖特性、產(chǎn)生機(jī)理及其演化規(guī)律進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬，在誤差范圍內(nèi)，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。
　　3.對(duì)脈沖在色散管理下的傳輸進(jìn)行的數(shù)值模擬，研究了腔內(nèi)不同凈色散下耗散孤子的演化過程。與此同時(shí)，改變數(shù)值模擬中飽和吸收體的參數(shù)，研究了耗散孤子特性的相應(yīng)變化。最后，在系統(tǒng)中加入了帶通濾波器，并且改變帶通濾波器的帶寬，研究其對(duì)耗散孤子相應(yīng)特性的影響。
　　4.數(shù)值模擬了在全正色散光纖