摻鉺光纖飛秒光梳的研究.pdf

1、在過去的數(shù)十年里，超快科學(xué)領(lǐng)域、非線性光學(xué)、光頻計量和精確激光光譜學(xué)等領(lǐng)域都有迅猛的發(fā)展。這些領(lǐng)域所取得長足的進步都和激光器的誕生發(fā)展息息相關(guān)。這些領(lǐng)域的發(fā)展又促使了電控飛秒鎖模脈沖激光器技術(shù)的空前發(fā)展，誕生了眾所周知的“飛秒光梳技術(shù)”。它對精確測量和非線性光物理等不同的領(lǐng)域產(chǎn)生了顯著地影響。光梳作為最為簡單有效的測量光頻的裝置備受青睞，科學(xué)家追求更精確的時間標(biāo)準(zhǔn)，光頻梳的出現(xiàn)使之成為可能。光頻梳是利用鎖模脈沖激光器產(chǎn)生超短光脈沖，在頻

2、率域上看，這些頻率譜就像一把梳子一樣，這些梳齒的間隔相等。光梳就像是一把擁有精密刻度的尺子或定時器?？梢酝ㄟ^將光梳中的飛秒激光與被測光進行拍頻來測量光頻。本論文的主要工作有以下四個方面:
　　(1)飛秒光梳裝置的設(shè)計。飛秒光梳可以將光頻連接到微波頻率，通過鎖定控制系統(tǒng)頻偏f0和鎖模飛秒激光器的重復(fù)頻率fr，可以實現(xiàn)精確測量光頻的功能。文章分別從電學(xué)部分和光學(xué)部分詳細的說明了所要制作的摻鉺光纖飛秒光梳系統(tǒng)的整體裝置結(jié)構(gòu)，以及光梳中的

3、系統(tǒng)頻偏f0和重復(fù)頻率fr的控制鎖定過程。
　　(2)研制光纖飛秒鎖模激光器。飛秒鎖模激光器是激光頻率測量系統(tǒng)—飛秒光梳的核心部件，其噪聲、重復(fù)頻率、脈沖寬度、光譜等參數(shù)決定了它在光梳應(yīng)用中的表現(xiàn)。文章詳細闡述了摻鉺光纖飛秒激光器的研制。自制飛秒光纖鎖模激光器采用環(huán)形腔結(jié)構(gòu)，由大約11cm長的自由空間和98cm長的光纖構(gòu)成。最終獲得186MHz的重復(fù)頻率，直接輸出功率為120mW，光譜中心波長約為1570nm。
　　(3)光

4、纖飛秒鎖模激光器的性能評估。采用動態(tài)信號分析儀測試了自制飛秒激光器的幅度噪聲和頻率穩(wěn)定度，并將測試結(jié)果與現(xiàn)有的商用系統(tǒng)Menlo的FC1500進行比較。結(jié)果顯示:研制的飛秒激光器自由運轉(zhuǎn)時，雙邊帶幅度噪聲在1Hz處為-118dBc/Hz，在10Hz到100Hz頻率范圍內(nèi)，幅度噪聲低于-130dBc/Hz。不論在幅度噪聲還是頻率穩(wěn)定度上，自制的飛秒激光器都優(yōu)于商用系統(tǒng)。
　　(4)光梳控制電路的設(shè)計、制作與測試。文章詳細闡述了飛秒光