長脈沖泵浦光纖超連續(xù)譜光源及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、光纖超連續(xù)譜(SC)光源具有輸出功率高、帶寬大、空間相干性好等一些獨特的優(yōu)勢，在光譜檢測、生物光子學、光通信以及光計量學等領域獲得日益廣泛的重視和應用，也是目前國際激光應用技術領域與學科交叉中的研究熱點。本論文對長脈沖泵浦光纖超連續(xù)譜的理論、光譜的擴展方法及其穩(wěn)定性分析以及大功率激光二極管線陣的波前測量及整形技術進行了系統(tǒng)深入的研究。取得的主要創(chuàng)新成果如下:
　　1.首次發(fā)現(xiàn)了長脈沖泵浦SC的產(chǎn)生過程中，當色散波與孤子發(fā)生碰撞時，

2、色散波峰值光強所對應的頻率產(chǎn)生階躍頻移，而其加權平均頻率則呈現(xiàn)出連續(xù)平滑的頻移特性。同時，隨著光纖長度的增加，孤子產(chǎn)生的勢阱也會因其相關參數(shù)的波長依賴關系而發(fā)生變化，對束縛在勢阱中的色散波也會產(chǎn)生相應的影響。
　　2.首次提出了一種雙脈沖間碰撞致SC光譜展寬的理論模型。當時域窗口過窄時，抵達窗口邊界的脈沖能量會從窗口另一端重新進入，導致脈沖間的孤子碰撞，從而使得SC的光譜發(fā)生展寬。這是一種預測脈沖間碰撞致孤子展寬的有效模型，并從實

3、驗上進行了驗證。同時，從理論和實驗上研究了雙脈沖泵浦致SC光譜展寬的機理。數(shù)值仿真和實驗結果表明，峰值功率500 W，脈寬5 ps的泵浦雙脈沖，當脈沖間隔較小時(20 ps)，可以極大的增強SC光譜的展寬度(約為140 nm)。
　　3.提出了一種自適應前截止濾頻方案，首次發(fā)現(xiàn)了光學巨孤子(RS)產(chǎn)生于不同的光纖長度，而且呈現(xiàn)出一種類似于生命周期的特性:RS的光強由于孤子碰撞而迅速上升并隨之緩慢下降。因此，當光纖的長度增加時，在產(chǎn)

4、生的SC光譜中將聚集更多已經(jīng)衰退的RS，這將給SC光譜長波長端的穩(wěn)定性帶來較大的影響。
　　4.提出了一種可對大功率激光二極管線陣(HPLDA)進行大動態(tài)范圍波前測量的新方法，可在-π/2到π/2范圍內(nèi)對其進行高精度的波前斜率測量并實現(xiàn)對HPLDA輸出光束進行波前重構的目的。實驗制作并數(shù)值模擬了一種用于HPLDA輸出光束聚焦和均勻化的新型光束整形系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個錐形石英陣列整形器和一個錐形石英積分器組成，具有價格低廉，易于制作的