高功率亞皮秒量級(jí)全光纖鉺鐿共摻激光器.pdf

1、高功率超短脈沖激光器由于其高時(shí)域分辨率，高峰值功率和寬光譜等優(yōu)勢(shì)，在生物醫(yī)學(xué)、工業(yè)加工、軍事測(cè)距等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。其中光纖激光器因?yàn)榉€(wěn)定性高，結(jié)構(gòu)緊湊，泵浦效率高等優(yōu)勢(shì)備受科學(xué)家們的青睞。
　　本文針對(duì)啁啾脈沖放大系統(tǒng)開展了理論研究、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。系統(tǒng)除壓縮裝置其余部分均實(shí)現(xiàn)全光纖化，因此具有極高的穩(wěn)定性。綜合探討了光纖中各種機(jī)制對(duì)于輸出脈沖質(zhì)量的影響，并對(duì)未來全光纖激光系統(tǒng)的研究提出展望。
　　主要完成工作包

2、括：
　　1、理論方面：飛秒光纖激光器的發(fā)展歷程，光纖鎖模激光器的基本理論、色散補(bǔ)償機(jī)制以及幾種常用光纖放大器結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了通過啁啾脈沖放大方式獲得高功率高重復(fù)頻率激光。之后建立了超短脈沖在光纖中傳輸?shù)姆蔷€性方程的模型，通過增益損耗、色散以及自相位調(diào)制的綜合作用，討論脈沖在光纖中傳播時(shí)在時(shí)域和頻域內(nèi)的演化趨勢(shì)，為后文數(shù)值模擬提供理論基礎(chǔ)。
　　2、數(shù)值模擬方面：用Matlab程序，模擬脈沖在光纖中啁啾脈沖放大的動(dòng)力學(xué)過程。

3、確定各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證并優(yōu)化，得到脈沖在時(shí)域和頻域的演化過程，壓縮后得到700 fs的脈沖。為了進(jìn)一步探索能否更大程度的展寬光譜，將預(yù)放級(jí)提到色散補(bǔ)償光纖前面，分析對(duì)比兩種情況脈沖的演化差異。
　　3、實(shí)驗(yàn)方面：開展了全光纖啁啾脈沖放大系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)搭建，實(shí)現(xiàn)了開機(jī)自鎖模單脈沖穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。主放大級(jí)采用鉺鐿共摻雙包層光纖，輸出平均功率3.4 W，重復(fù)頻率75 MHz，光譜展寬到11 nm，放大后的激光通過光柵對(duì)腔外壓縮后獲得高光束質(zhì)量76