基于新型可飽和吸收體的納秒脈沖產(chǎn)生及放大.pdf

1、納秒脈沖在材料加工、工程測距、遙感和非線性頻率轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。主要通過調(diào)Q技術(shù)實現(xiàn)。被動調(diào)Q技術(shù)是一種較為簡單的調(diào)Q手段，即利用可飽和吸收體作為調(diào)制元件，直接插入激光諧振腔中獲得調(diào) Q脈沖。為了獲得較高能量的納秒脈沖，本文采用可飽和吸收體(Cr:YAG、氧化石墨烯、二硫化鉬)產(chǎn)生納秒脈沖，再通過光纖放大器對產(chǎn)生的納秒脈沖進(jìn)行放大。
　　1、論述了可飽和吸收體被動調(diào)Q和光纖脈沖放大器的研究進(jìn)展。在新型可飽和吸收體的研究中，

2、人們在不斷探索低成本，高質(zhì)量，制作方法簡單的材料。光纖納秒脈沖放大器的研究不斷向著高功率和放大短脈沖的方向發(fā)展。
　　2、設(shè)計了一個小型的激光二極管泵浦、自聚焦透鏡耦合的激光器。研究了Nd:YAG\Cr4+:YAG鍵合晶體的被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)以及熱透鏡效應(yīng)。在不同的輸出率下得到了脈沖寬度和重復(fù)頻率的變化關(guān)系。此外，通過理論計算獲得了熱透鏡焦距與泵浦功率的關(guān)系。
　　3、研究了1056.86 nm和1060.23 nm雙波長Nd:G

3、YSGG激光器的自調(diào)Q運轉(zhuǎn)。當(dāng)泵浦功率為4 W時，獲得的脈沖寬度為2.02μs，輸出功率為565 mW。
　　4、研究了氧化石墨烯可飽和吸收體的制備并利用其實現(xiàn)調(diào)Q和調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)雙波長Nd:GYSGG激光器的調(diào)Q和調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)：被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)時，當(dāng)泵浦功率為5.4 W，輸出功率為521 mW，脈沖寬度為115 ns，脈沖序列重復(fù)頻率為338 kHz。調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)時，當(dāng)泵浦功率為5 W，輸出功率為0.189 W，鎖模脈沖寬度為5

4、51 ps；實現(xiàn)了Nd:YVO4激光器被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)，脈沖寬度為98 ns，脈沖序列重復(fù)頻率為289 kHz；實現(xiàn)了Nd:GdTaO4激光器被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)，脈沖寬度為194 ns，脈沖序列重復(fù)頻率為362 kHz。
　　5、研究了二硫化鉬可飽和吸收體的制備并利用其實現(xiàn)調(diào)Q和調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)了Nd:YVO4激光器被動調(diào)Q運轉(zhuǎn)，當(dāng)泵浦功率為2.23 W時，脈沖寬度為327 ns，相應(yīng)重復(fù)頻率為5 kHz；實現(xiàn)了Nd:GdTaO4激光器被

5、動調(diào)Q和調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)：調(diào)Q運轉(zhuǎn)時，獲得的脈沖為188 ns，相應(yīng)重復(fù)頻率為76 kHz。調(diào)Q鎖模運轉(zhuǎn)獲得的鎖模脈沖寬度為740 ps，輸出功率為0.156 W，光-光轉(zhuǎn)換效率為3.9％。
　　6、分別研究了正向泵浦和逆向泵浦時摻鐿光纖放大系統(tǒng)，并對輸出功率、放大前后光譜和波形進(jìn)行了測量。忽略光纖損耗和自發(fā)輻射放大的影響，通過對摻鐿光纖放大器部分模擬，得到了最佳光纖長度為9 m。耦合功率為0.81 mW時，正向泵浦系統(tǒng)輸出功率為80