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全光纤超快柱矢量光锁模激光器

2020-12-02阅读(992)

全光纤超快柱矢量光锁模激光器

论文摘要

近年来,柱矢量光束的研究受到越来越多的学者关注,其电场方向在横截面上呈中心对称分布,强度分布呈圆环形,中心处光强为零,和普通偏振均匀的高斯光束有明显不同。正是由于这样独特的偏振特性,其被运用于激光加工和粒子操控等诸多领域。已有各种产生柱矢量光束的方法被提出和研究,可以分为自由空间和光纤中的主动、被动方法。全光纤锁模激光器是一种产生高性能飞秒激光的理想光源,经过这十几年的发展,性能已经得到很大的提升,被有效的运用在超快光谱学、生物光子学、光通信、激光加工、成像等领域。本文通过将光纤中产生柱矢量光的方法和全光纤锁模激光器相结合,研究了几种全光纤柱矢量光锁模光纤激光器,旨在获得短脉冲、高能量的柱矢量光,使柱矢量光更加方便地应用于实际中。主要工作内容如下:1、基于两模光纤光栅的柱矢量光激光器研究。利用错位熔接激发柱矢量光,通过两模光纤光栅进行模式选择输出,并将其和基于碳纳米管的锁模光纤激光器结合,获得高纯度角向和径向柱矢量光束。首先对错位激发柱矢量光进行了理论研究,结果表明在错位距离约为5μm时,高阶模的激发效率最高。其次,利用商用可饱和吸收镜(SESAM)搭建偏振不敏感的全光纤锁模激光器,再将两模光纤光栅与其结合,实现百皮秒的柱矢量光和高斯光可调谐输出。2、多波长柱矢量光锁模光纤激光器研究。耦合模理论表明,当单模光纤(SMF)中的LP01模和两模光纤(TMF)中的LP11模相位匹配时,SMF中的LP01模会转换成TMF中的LP11模,根据仿真结果实验制备了由单模光纤和两模光纤构成的模式选择耦合器(MSC)。MSC中光纤不均匀性导致的双折射滤波效应,与基于碳纳米管的全光纤锁模激光器结合,实现了百飞秒量级的波长可切换和双波长的柱矢量光。3、多锁模工作态输出柱矢量光超短脉冲光纤激光器。利用MSC模式转换和非线性偏振旋转锁模技术相结合,搭建了基于非线性偏振旋转的柱矢量光锁模光纤激光器,通过改变泵浦功率,实现了单脉冲、三脉冲、束缚态三种不同锁模工作态柱矢量光从同一激光器内输出。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 柱矢量光简介
  •   1.2 柱矢量光的应用
  •     1.2.1 激光加工
  •     1.2.2 表面等离子体的激发
  •     1.2.3 粒子捕获和操控
  •   1.3 柱矢量光的产生
  •     1.3.1 在自由空间中产生
  •     1.3.2 在光纤中产生
  •   1.4 本章小结
  •   1.5 本论文的章节安排
  • 第二章 被动锁模光纤激光器
  •   2.1 激光器基本原理
  •   2.2 锁模光纤激光器
  •   2.3 被动锁模的技术和原理
  •     2.3.1 可饱和吸收体锁模
  •     2.3.2 8字腔锁模
  •     2.3.3 非线性偏振旋转锁模
  •   2.4 被动锁模光纤激光器的研究进展
  •     2.4.1 传统孤子锁模光纤激光器
  •     2.4.2 拉伸脉冲锁模光纤激光器
  •     2.4.3 自相似子锁模光纤激光器
  •     2.4.4 耗散孤子锁模光纤激光器
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 基于两模光纤光栅的柱矢量光激光器
  •   3.1 引言
  •   3.2 两模光纤光栅特性
  •   3.3 基于碳纳米管的柱矢量光锁模光纤激光器
  •     3.3.1 实验装置
  •     3.3.2 实验结果和讨论
  •   3.4 基于SESAM的柱矢量锁模光纤激光器
  •     3.4.1 错位熔接优化及实验装置
  •     3.4.2 实验结果和讨论
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 多波长柱矢量光锁模光纤激光器
  •   4.1 引言
  •   4.2 模式选择耦合器
  •   4.3 基于碳纳米管的多波长柱矢量光锁模光纤激光器
  •     4.3.1 实验装置
  •     4.3.2 实验结果和讨论
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 多锁模模式输出柱矢量光超短脉冲光纤激光器
  •   5.1 引言
  •   5.2 实验装置
  •   5.3 实验结果和讨论
  •   5.4 本章小结
  • 第六章 总结和展望
  •   6.1 本文工作总结
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 附录1 攻读硕士学位期间论文成果
  • 附录2 攻读硕士学位期间专利成果
  • 附录3 攻读硕士学位期间参加的的科研项目
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 蔡宇

    导师: 张祖兴

    关键词: 柱矢量光,锁模光纤激光器,两模光纤光栅,模式选择耦合器,多波长,束缚态,飞秒脉冲

    来源: 南京邮电大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 南京邮电大学

    分类号: TN248

    DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.001159

    总页数: 66

    文件大小: 6142K

    下载量: 138

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