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1.6μm波段多模干涉效应锁模及超连续谱的产生

1.6μm波段多模干涉效应锁模及超连续谱的产生

引用

作者：孙梦茹长春理工大学

学位级别：硕士

1.6μm多模干涉掺铒被动锁模光纤激光器在生物医疗领域具有潜在的应用价值。然而,由于控制多模光纤长度实现锁模较为困难,在基于多模干涉效应锁模的光纤激光器中获得脉冲输出仍存在问题,并且利用多模干涉效应锁模的1.6μm波段光纤激光... 详细信息

1.6μm多模干涉掺铒被动锁模光纤激光器在生物医疗领域具有潜在的应用价值。然而,由于控制多模光纤长度实现锁模较为困难,在基于多模干涉效应锁模的光纤激光器中获得脉冲输出仍存在问题,并且利用多模干涉效应锁模的1.6μm波段光纤激光器作为超连续谱种子源的报道较少。因此,本论文利用多模干涉效应实现锁模脉冲输出,并开展利用1.6μm波段脉冲作为种子脉冲产生超连续谱的研究。具体研究内容如下:1.设计了基于多模干涉效应锁模的光纤激光器,在负色散区和近零色散区内研究锁模脉冲的特性演变。首先,在近零色散区搭建了单模-渐变多模-单模(SMS)结构,实现了展宽脉冲、色散管理孤子分子的输出,展宽脉冲中心波长为1528 nm,脉冲宽度为973.2 fs,且通过啁啾脉冲放大技术和色散补偿将脉冲宽度压缩至280.1 fs。色散管理孤子分子的光谱调制周期为0.32 nm,单个色散管理孤子分子的脉冲宽度为4.04 ps。进而,改变多模锁模的结构,将渐变折射率多模光纤(GIMF)替换为阶跃折射率多模光纤(SIMF)与GIMF的混合结构,获得了传统孤子、孤子分子和类噪声脉冲的输出。传统孤子的中心波长为1601 nm;孤子分子的中心波长为1570.5 nm;类噪声的中心波长为1595 nm。2.设计了基于SMS结构和非线性偏振旋转(NPR)混合锁模的光纤激光器,研究了其锁模脉冲的输出特性。在负色散区输出了中心波长为1570.8 nm的传统孤子脉冲,通过调谐偏振控制器(PC),其中心波长可从1588 nm调谐至1594 nm,可调谐范围约为6 nm。并获得了类噪声脉冲,其中心波长为1564.5 nm,脉冲宽度为416 fs。3.基于非线性效应,研究了超连续谱的产生。为了避免谐振腔直接输出功率达不到超连续谱的阈值,在腔外搭功率放大系统,将谐振腔输出功率放大。分别利用1.6μm波段的传统孤子脉冲、类噪声脉冲作为种子脉冲泵浦高非线性光纤(HNLF)产生超连续谱,并分析对比输出超连续谱的性能。实验结果表明,类噪声脉冲作为种子脉冲产生超连续谱的效果最高,获得超连续谱的3 d B宽度为337 nm。

关键词：掺铒光纤激光器多模干涉效应传统孤子脉冲孤子分子脉冲类噪声脉冲

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