导读:本文包含了全光纤化论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,激光器,脉冲,光子,晶体,吸收体,功率。
全光纤化论文文献综述
郑志坚[1]（2018）在《掺铥光纤激光器及其在全光纤化中红外超连续谱光源中的应用》一文中研究指出光纤激光器结构简单紧凑、光束质量好、转换效率高、散热性能好、易于实现高功率输出,在科研、工业生产、医疗以及军事上都有重要的应用,被认为是最有发展前景的激光器之一。2μm掺铥光纤激光器已成为国际前沿性研究热点,尤其是高功率脉冲掺铥光纤激光器、基于掺铥光纤激光器的拉曼激光器以及2-5μm波段的中红外超连续谱光源等方向。随着2μm波段光纤器件的快速发展,2μm掺铥光纤激光器的输出指标亦不断提升,连续波输出的平均功率已达1050 W,纳秒以及皮秒脉冲输出的平均功率已达到百瓦量级,飞秒啁啾脉冲放大也已实现>5 GW的超高峰值功率输出。本论文主要围绕纳秒、皮秒量级的掺铥光纤振荡器、高功率掺铥光纤放大器以及2-5μm波段全光纤化中红外超连续谱光源展开研究。首先,基于NALM锁模技术实现2μm耗散孤子共振纳秒脉冲输出,并研究其放大特性;其次,通过半导体可饱和吸收镜SESAM实现2μm皮秒脉冲输出,研究其放大特性及2-3μm波段超连续谱产生;最后,研究中红外光纤与普通石英光纤的熔接技术,并实现2-5μm波段全光纤化中红外超连续谱输出。本论文主要研究工作包括:1、高平均功率(104.3 W)、高单脉冲能量(0.33 mJ)、2μm波段耗散孤子共振输出。搭建了基于NALM锁模技术的“9”字腔结构的掺铥光纤激光器,在2μm波段实现了耗散孤子共振DSR矩形脉冲输出,谐振腔直接输出的平均功率为41.5 mW,对应的脉冲能量为130.5 nJ。搭建了叁级MOPA掺铥光纤放大器,并研究耗散孤子共振DSR矩形脉冲的放大特性。在光纤放大器的作用下,将激光器的输出平均功率放大至104.3 W,单脉冲能量提升到0.33 mJ,为国际报道耗散孤子的最高单脉冲能量。2、基于高掺锗石英光纤产生级联拉曼及高功率超连续谱输出。利用反射式半导体可饱和吸收镜SESAM作为锁模器件,在线性腔结构中分别实现了稳定的正常锁模脉冲输出及类噪声锁模脉冲输出。首次研究了多运行状态激光器的放大特性,放大后的信号用于泵浦一段高掺锗石英光纤。同一个放大系统中分别获得级联拉曼输出及超连续谱输出:在正常锁模脉冲状态下,放大系统获得两阶级联拉曼输出,拉曼峰位置分别为2.13和2.35μm,系统输出的总功率为3.75 W;在类噪声锁模状态下,放大系统获得近红外超连续谱输出,光谱范围1.93-2.46μm,输出平均功率为2.5 W。通过优化放大器结构及高掺锗石英光纤的长度,最终将超连续谱的长波边缘展宽至3μm,平均输出功率提升到11.62 W。该结果为目前基于高掺锗非线性光纤超连续谱光源所产生的最高平均输出功率。3、基于热熔接技术首次实现十瓦量级全光纤化中红外超连续谱输出。分别采用胶水拼接(Glue Splicing)及热熔接(Thermal Splicing)的方法,实现了氟化物光纤与石英光纤的低损耗对接。实验中发现,采用热熔接方法的熔接点更有利于在高功率条件下工作。随后对熔接点进行了一系列的测试,测试结果显示熔接点能承受15 W以上的平均功率。利用2μm皮秒光纤放大器泵浦ZBLAN光纤,实现了全光纤化中红外超连续谱输出。实验测得超连续谱输出功率为10.67 W,光谱范围为1.9-4.1μm,为国际报道的首个十瓦量级真正意义全光纤化的中红外超连续谱光源。(本文来源于《深圳大学》期刊2018-06-30）
陈业旺[2]（2017）在《超宽带高平坦度全光纤化超连续谱光源装备研制》一文中研究指出超连续谱光源具有超宽带、高亮度和高空间相干性等优点,是光学相干摄影术、光谱分析、生物成像、光学相干断层成像、高精度光学频率测量和波分复用光通信系统等领域的理想光源。研究超连续谱的产生机制,不仅具有重要的学术意义,而且具有非常重要的实际应用价值。本文围绕该主题研究的内容如下:1.阐述了基于可饱和吸收体的被动锁模掺镱光纤激光器的发展概况、增益开关半导体激光器的发展概况、超连续谱光源的发展概况以及简单介绍了光子晶体光纤的特性。2.采用基于SESAM的锁模技术搭建了中心波长处在1030.28 nm、脉冲宽度达到4.6 ps的脉冲种子源,进而通过使用叁级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至8.62 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的8 m PCF,获得了带宽为1740 nm(460~2200 nm)、输出功率为3.51 W的超连续谱光源。3.采用基于SESAM的锁模技术搭建了中心波长处在1064.32 nm、脉冲宽度达到13.6 ps的脉冲种子源,进而通过使用叁级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至13.50 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的8 m PCF,获得了带宽为1750 nm(450~2200 nm)、输出功率为3.65 W的超连续谱光源。4.采用基于SESAM的锁模技术搭建了双波长类噪声脉冲光纤激光器,其中心波长分别为1064.15 nm和1064.98 nm。通过使用四级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至17.10 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的4 m和8 m PCF。当PCF的长度为4 m时,最大光谱带宽达到了1910 nm(450~2360 nm),而此时的输出功率为7.09 W,光-光转化效率达到了58.21%,功率稳定性约为0.51%。当PCF的长度为8 m时,其最大光谱带宽达到了1754 nm(446~2200 nm),其中3-dB带宽(不计剩余泵浦光及ASE光)达到了1740 nm(460~2200 nm),占全带宽的99.20%,而此时的输出功率达到了4.04 W。5.通过使用增益开关技术对半导体激光器进行增益调制,获得了中心波长为1052.99 nm类噪声脉冲种子源。通过使用四级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至16.91 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的4 m、5 m和8 m PCF。在重复频率为5 MHz时,其最短波长达到了415 nm(8 m PCF),为了进一步使光谱往短波方向展宽,我们将激光重复频率降低至2 MHz,最终使超连续谱在短波方向展宽至390 nm(4 m PCF),并被组装成超连续谱光源样机。(本文来源于《深圳大学》期刊2017-06-30）
顾小辉[3]（2017）在《2μm全光纤化被动锁模光纤激光器》一文中研究指出2μm锁模光纤激光器在生物医学、超快光学、激光雷达、材料加工、中红外光谱产生等众多领域具有广泛的应用前景。目前针对2μm锁模光纤激光器主要采用的锁模技术为被动锁模,常用的被动锁模器件主要包括各种可饱和吸收材体(如石墨烯、碳纳米管、黑磷等),然而虽然上述可饱和吸收在一定程度取得了成功,但是由于它们在应用时需制作成“叁明治”型、D型以及锥型等器件结构,从而使得光纤激光器整体结构变得复杂、系统集成化程度下降,不利于实际工程应用。本文针对这一问题,提出了一种基于光纤可饱和吸收体(Fiber Saturable Absorber,FSA)的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器设计方案。在该方案中,利用FSA不但能很好地实现被动锁模,而且也能体现激光器的全光纤化结构优点,极大地拓展了该类激光器的工程应用范围。但由于该类激光器还存在输出功率较低的问题,为进一步提高2μm被动锁模光纤激光器的输出功率,本文也对基于非线性放大环镜(Nonlinear Amplifying Loop Mirror,NALM)的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器展开了研究。通过上述方案的实施,获得了较高输出功率的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器,由于该类型光纤激光器具有输出功率高、结构简单、集成化程度高等优点,在实际应用中具有重要的推广价值。本文主要研究内容分为以下叁部分:首先,本文通过对2μm被动锁模光纤激光器国内外研究现状的调研,发现目前虽然存在诸多的可饱和吸收体材料,但是由于文献所涉及的材料需要进行特殊结构处理,因而使激光器结构复杂化,提高了运行成本。基于此,本文提出了一种利用FSA实现被动锁模的技术设计方案。该方案在实现被动锁模的同时还能使激光器实现全光纤化运行,因而大大简化了激光器的结构,具有很好的工程应用前景。其次,结合上述的设计方案,在光纤可饱和吸收体锁模理论的基础上,实验实现了一种基于FSA的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器。通过合理选择增益光纤、泵浦源、实验器材以及可饱和吸收体,实验获得了中心波长为2010.11 nm,重复频率为3.76 MHz,最大平均输出功率为9.63 mW,功率不稳定性为0.33%,3dB光谱带宽为0.16 nm,脉冲宽度为28.2 ns,频谱信噪比约为37 dB的锁模脉冲输出。该全光纤化光纤激光器虽然已实现了预期的设计目标,但考虑到实际工程应用的需要,仍然可以在输出功率这一关键技术指标上进行提高。最后,针对上述方案中输出功率不能完全满足实际工程需要的问题,通过引入NALM被动锁模理论,设计并实现了基于NALM锁模技术的2μm全光纤化被动锁模光纤激光器。当泵浦功率为0.65 W时,通过调节偏振控制器的偏转角度,获得了中心波长为1956.7 nm,重复频率为2.45 MHz,最大平均输出功率为15.48mW,功率不稳定性为0.79%,脉冲宽度为3.8 ns,频谱信噪比约为44 dB的锁模脉冲输出。与基于光纤可饱和吸收体被动锁模方案对比,功率得到了较大幅度的提高。(本文来源于《重庆邮电大学》期刊2017-06-01）
方妍[4]（2017）在《全光纤化被动调Q掺镱光纤激光器研究》一文中研究指出自1986年Alcock初次将调Q技术引入光纤激光器以来,调Q光纤激光器一直是激光技术领域的研究热点之一。调Q光纤激光器具有脉宽窄、峰值功率高、脉冲能量高、光束质量好等特性,使其在医学治疗、环境遥感、激光测距、工业生产等领域中展现出独特的应用价值。调Q光纤激光器有主动调Q和被动调Q两种,其中被动调Q光纤激光器无需额外加入调制器,结构紧凑,系统简单、成本低,且具有更高的运行效率,是获得高重频的纳秒、亚纳秒激光脉冲的重要方式。本文从理论与实验两方面对被动调Q掺镱光纤激光器进行了研究。理论上,建立被动调Q掺镱光纤激光器的理论模型,对被动调Q掺镱光纤激光器进行数值仿真,探究不同因素对其输出特性产生的影响;实验上,搭建了两种不同腔结构的被动调Q掺镱光纤激光器,分别研究与分析了脉冲输出特性,并将其性能进行了比较。具体工作如下:1.阐述了调Q的基本原理,详细介绍了被动调Q的基本原理,概述了不同可饱和吸收体的工作特性。2.对被动调Q掺镱光纤激光器进行了理论仿真研究。建立了被动调Q掺镱光纤激光器的理论模型、传输方程、速率方程,模拟仿真研究了泵浦功率、可饱和吸收体光纤长度、掺杂浓度等对激光器输出特性的影响。3.基于仿真结果,搭建了单腔结构的被动调Q掺镱光纤激光器,研究了泵浦功率、可饱和吸收体光纤长度对其输出特性的影响,并进行分析与讨论。在可饱和吸收体长度为2m时,泵浦功率在660m W-1.5W范围内,获得最窄脉冲宽度4.8μs的1064nm调Q脉冲输出。4.为进一步得到稳定被动调Q脉冲输出,搭建一种双腔结构的全光纤化被动调Q掺镱光纤激光器。该激光器采用线形双腔结构,利用被动调Q和增益调制相结合的技术方案,实现了最窄脉宽2.6μs、脉冲重复频率在13.23kHz-40.6kHz范围内可调,中心波长为1064nm的平滑、稳定的脉冲输出。并探究了脉冲特性随可饱和吸收体光纤长度的变化情况。相对于单腔被动调Q掺镱光纤激光器而言,双腔被动调Q掺镱光纤激光器稳定性能得到一定改善。该激光器通过双腔的交叉调制,保证了脉冲激光的稳定高效输出,可以作为高性能脉冲产生方式的新选择。文章最后对全文的主要工作进行了总结与展望。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
赵翔,郑也,柏刚,杨依枫,陈晓龙[5]（2016）在《全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器》一文中研究指出光纤中的非线性效应成为限制高功率光纤激光器发展的重要因素,抑制激光器时域的不稳定性(自脉冲现象)可以提升非线性效应的阈值。基于全光纤化的谐振腔引入简单的光纤珐珀腔,噪声抖动下降3倍,实现了自脉冲抑制的稳定的连续激光输出。这种简单的腔结构保持了较高的斜率效率(76.5%),实现了高功率的激光输出(泵浦光48.7 W产生激光36.5 W)。这种腔结构的全光纤化谐振腔可以作为稳定的连续激光运转激光器,也可以用作更高功率光纤放大器的种子,限制非线性效应的产生。(本文来源于《2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛论文集》期刊2016-12-06）
王雄飞,李尧,朱辰,张昆,张利明[6]（2016）在《基于锁模脉冲泵浦的全光纤化超连续谱光源》一文中研究指出采用基于半导体可饱和吸收镜(SESAM)的被动锁模方案,通过叁级主振荡功率放大(MOPA)结构,构建了平均输出功率39.2 W的全光纤皮秒脉冲光纤激光器。输出激光脉冲宽度10.7 ps,重复频率68 MHz。利用该皮秒光纤激光器泵浦一段4.5 m长的国产光子晶体光纤(PCF),实现了平均功率20.1 W的全光纤化结构超连续谱(SC)光纤激光输出。光谱宽度超出所用光谱仪600~1700 nm的观测范围,在观测范围内具有10 d B的光谱平坦度。(本文来源于《激光与红外》期刊2016年09期）
张大勇,张昆,李尧,赵鸿[7]（2016）在《100W全光纤化高重频窄脉宽光纤激光器》一文中研究指出报道了一种基于主振荡功率放大结构工作的全光纤化高重复频率窄脉冲宽度光纤激光器.种子源是一个直接电脉冲调制的1 063 nm光纤耦合输出半导体激光器.为了抑制放大器中产生的放大自发辐射光,将种子激光的脉冲波形调制为二阶超高斯型.峰值功率为950 mW的半导体激光器经过2级大模场掺镱双包层光纤放大器(纤芯分别为10μm和30μm)功率放大后,最终获得了平均功率为101 W、重复频率为200 kHz、脉冲宽度为14.77 ns、峰值功率为34.2 kW、3 dB光谱宽度为0.261 nm、光束质量M~2为1.17的脉冲激光输出.与传统的纳秒级脉冲光纤激光器相比,该激光器峰值功率高、光束质量优、光谱宽度窄、结构简单,可广泛应用于激光雷达、遥感探测、倍频和光参量震荡等领域.(本文来源于《光子学报》期刊2016年08期）
杨依枫,沈辉,陈晓龙,全昭,郑也[8]（2016）在《全光纤化高效率、窄线宽光纤激光器实现2.5kW近衍射极限输出》一文中研究指出高亮度、窄线宽光纤激光光源在相干通信、激光雷达、相干/光谱合成、高能粒子加速器、聚变点火和激光冷却等领域具有重大的研究价值和广阔的应用前景。然而,光纤中的非线性效应以及大模场光纤的模式不稳定(MI)效应是保证光谱纯度和光束质量的同时进行输出功率定标放大的主要限制因素,因此,采用创新技术手段突破这两个限制因素是现阶段窄线宽光纤激光的研究焦点,引起国内外主流研究机构的重点关注。最近,2015年,德国Jena大学实现了45 GHz线宽,输出功率2.3 k W的近衍射极限光纤激光,光-光转换(本文来源于《中国激光》期刊2016年04期）
张培培,张鹏,黄榜才,王晓龙,张雪莲[9]（2015）在《高稳定性的全光纤化调Q脉冲光纤激光器研究》一文中研究指出搭建了一台高稳定性的全光纤调Q脉冲光纤激光器,采用光纤光栅和国产掺镱双包层光纤构成的线性F-P腔结构,以带尾纤的声光调制器(AOM)作为Q开关,并用915 nm波长的多模半导体激光器进行端面泵浦,实现了中心波长1064 nm,平均功率1.4 W的稳定脉冲激光输出。在重复频率20 k Hz的条件下,以该调Q激光器作为种子源,经过一级功率放大,最终获得了平均输出功率10.68 W,脉冲宽度120 ns的激光输出,相应的脉冲能量为0.5 m J,峰值功率为4.45 k W。并且该激光器在8 h内的功率不稳定性为1.1%。(本文来源于《激光与红外》期刊2015年08期）
王雪娇,肖起榕,闫平,陈霄,李丹[10]（2015）在《国产光纤实现直接抽运全光纤化3000W级激光输出》一文中研究指出基于国产光纤构建了直接抽运全光纤化主控振荡器功率放大器结构光纤激光器,放大级分别采用武汉烽火锐光科技有限公司和中国电子科技集团公司第四十六研究所提供的国产20/400μm掺镱双包层光纤作为增益光纤,通过全国产化放大级实现了3050和3092 W的1080 nm激光输出.放大级提取效率分别为67.3%和68.2%,光-光效率分别为63.0%和63.9%.据可查询资料,这是公开报道的直接抽运全光纤激光输出的最高水平,同时由于采用了国产光纤作为放大级增益光纤,表明国产光纤具备了3 k W级光纤激光器输出能力.通过国产光纤横截端面以及光纤熔接显微镜图像实验分析知,光纤制造工艺的不足是导致国产光纤激光器效率低的主要原因.继续改进光纤工艺,提升抽运功率,优化光纤长度,有望实现更高功率的全国产化光纤激光器输出.(本文来源于《物理学报》期刊2015年16期）
全光纤化论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
超连续谱光源具有超宽带、高亮度和高空间相干性等优点,是光学相干摄影术、光谱分析、生物成像、光学相干断层成像、高精度光学频率测量和波分复用光通信系统等领域的理想光源。研究超连续谱的产生机制,不仅具有重要的学术意义,而且具有非常重要的实际应用价值。本文围绕该主题研究的内容如下:1.阐述了基于可饱和吸收体的被动锁模掺镱光纤激光器的发展概况、增益开关半导体激光器的发展概况、超连续谱光源的发展概况以及简单介绍了光子晶体光纤的特性。2.采用基于SESAM的锁模技术搭建了中心波长处在1030.28 nm、脉冲宽度达到4.6 ps的脉冲种子源,进而通过使用叁级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至8.62 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的8 m PCF,获得了带宽为1740 nm(460~2200 nm)、输出功率为3.51 W的超连续谱光源。3.采用基于SESAM的锁模技术搭建了中心波长处在1064.32 nm、脉冲宽度达到13.6 ps的脉冲种子源,进而通过使用叁级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至13.50 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的8 m PCF,获得了带宽为1750 nm(450~2200 nm)、输出功率为3.65 W的超连续谱光源。4.采用基于SESAM的锁模技术搭建了双波长类噪声脉冲光纤激光器,其中心波长分别为1064.15 nm和1064.98 nm。通过使用四级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至17.10 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的4 m和8 m PCF。当PCF的长度为4 m时,最大光谱带宽达到了1910 nm(450~2360 nm),而此时的输出功率为7.09 W,光-光转化效率达到了58.21%,功率稳定性约为0.51%。当PCF的长度为8 m时,其最大光谱带宽达到了1754 nm(446~2200 nm),其中3-dB带宽(不计剩余泵浦光及ASE光)达到了1740 nm(460~2200 nm),占全带宽的99.20%,而此时的输出功率达到了4.04 W。5.通过使用增益开关技术对半导体激光器进行增益调制,获得了中心波长为1052.99 nm类噪声脉冲种子源。通过使用四级MOPA光纤放大器将脉冲激光的平均功率放大至16.91 W,最后将其用于泵浦零色散波长处在1030 nm的4 m、5 m和8 m PCF。在重复频率为5 MHz时,其最短波长达到了415 nm(8 m PCF),为了进一步使光谱往短波方向展宽,我们将激光重复频率降低至2 MHz,最终使超连续谱在短波方向展宽至390 nm(4 m PCF),并被组装成超连续谱光源样机。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
全光纤化论文参考文献
[1].郑志坚.掺铥光纤激光器及其在全光纤化中红外超连续谱光源中的应用[D].深圳大学.2018
[2].陈业旺.超宽带高平坦度全光纤化超连续谱光源装备研制[D].深圳大学.2017
[3].顾小辉.2μm全光纤化被动锁模光纤激光器[D].重庆邮电大学.2017
[4].方妍.全光纤化被动调Q掺镱光纤激光器研究[D].吉林大学.2017
[5].赵翔,郑也,柏刚,杨依枫,陈晓龙.全光纤化自脉冲抑制的连续稳定运转掺镱光纤激光器[C].2016年红外、遥感技术与应用研讨会暨交叉学科论坛论文集.2016
[6].王雄飞,李尧,朱辰,张昆,张利明.基于锁模脉冲泵浦的全光纤化超连续谱光源[J].激光与红外.2016
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[10].王雪娇,肖起榕,闫平,陈霄,李丹.国产光纤实现直接抽运全光纤化3000W级激光输出[J].物理学报.2015
论文知识图
