论文部分内容阅读
掺稀土的硅光纤用于产生连续激光已经有好多年，现在掺铒光纤放大器已经被广泛地用于通信系统。另外，双包层光纤的出现使得高功率，低成本，宽条形的半导体激光器输出的多模激光有效地转换成单模激光输出。超短脉冲光纤系统易于小型化、无需冷却、结构紧凑和运行成本低等特点，被人们认为是超快技术实用化的最佳选择。近年来，掺镱光纤以其宽的增益带宽和高的光光转换效率，成为高能量的超短脉冲产生和放大的最有吸引力的介质，得到了越来越多的研究者的关注。本论文的主要研究工作和创新如下：1．国内首次对基于掺镱光纤的啁啾脉冲放大系统进行了研究，并成功研制出8字腔掺镱锁模光纤激光器、不同增益与结构的高增益前者放大器、脉冲选择器、ns脉冲堆积器及双包层光纤功率放大器，获得了最大单脉冲能量为100 uJ的381ps的脉冲，用光栅压缩器压缩后得到最短525fs的脉冲，最大单脉冲能量为52uJ；另外系统还获得了最大单脉冲能量为107uJ的2.7ns的脉冲。重复频率均为30kHz，中心波长在1053nm。这些是目前国内所获得的最好结果。这种多功能短脉冲系统还未见国际上有报道。2．对环形腔掺镱锁模光纤激光器进行了放大和压缩实验研究。以环形腔掺镱锁模光纤激光器为种子源，其最大平均功率为7mW，输出脉冲宽度为56ps，重复频率为25.4MHz，中心波长在1037nm，带宽约为8nm。经过一级的纤芯泵浦单模光纤放大器放大后，最大得到了140mW的放大光，用传统的固体光栅对压缩器压缩后得到了43mW、440fs的脉冲，相应的峰值功率为3.8kW。3．基于掺镱双包层光纤激光器的理论模型，在数值分析的基础上，研制成掺镱双包层光纤激光器，在中心波长为1070nm处获得了最大输出功率为7.2W的激光，斜率效率达76％，总的光光转换效率为47％。