【摘 要】
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本文对“掺Yb3+双包层锁模光纤激光器”进行了理论和实验研究。论文工作主要内容包括以下几个方面:一、简述了锁模光纤激光器的发展现状,锁模光纤激光器的优点及短脉冲激光在
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本文对“掺Yb3+双包层锁模光纤激光器”进行了理论和实验研究。论文工作主要内容包括以下几个方面:一、简述了锁模光纤激光器的发展现状,锁模光纤激光器的优点及短脉冲激光在医学、军事、化学、物理等方面的应用。二、在介绍Yb3+离子能级结构、光谱特性及双包层光纤特性的基础上,建立了光纤激光器连续状态下运转的速率方程。详细阐述了飞秒光纤激光器的锁模原理,包括:激光器锁模原理、光纤激光器产生飞秒脉冲的原理、可饱和吸收镜被动锁模的原理。三、从理论上研究了在锁模光纤激光器中产生自相似脉冲的条件,利用对非线性波动方程的数值模拟给出了这种自相似脉冲的脉冲特征。自相似脉冲产生的意义是对比于孤子锁模光纤激光器和展宽-压缩型锁模光纤激光器产生的孤子其脉冲输出能量更高,因此具有很好的应用前景。四、建立了一台连续状态下运转的光纤激光器。利用D型、“4-D”型光纤分别进行了实验研究。得到的最好结果是在泵浦功率为2W的情况下,最大输出功率500mW,光-光转换效率在25%以上,激光中心波长为1090nm,激光光谱呈现稳定的单峰结构。在此基础上研究了光纤激光器连续状态下自脉动输出的特征,得到的结果是光纤激光器自脉冲的输出主要和光纤中产生的可饱和自吸收和布里渊散射有关,这些非线性效应作用的强弱取决于激光器腔内的功率密度的大小。五、在连续输出的基础上,将可饱和吸收镜插入到光纤激光器中,进行了锁模实验的研究,实现了光纤激光器被动调Q锁模输出。在泵浦功率为1.8W时,我们得到的调Q脉冲包络半高宽约500ns,平均输出功率为45mW,其中锁模脉冲重复频率26.7MHz。
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