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脉冲可调谐光纤激光器研究

作　者: 林翔
导　师: 元秀华
学　校: 华中科技大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤激光器调Q 重复频率调谐脉冲宽度调谐
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

光纤激光器以掺稀土元素光纤为增益介质,具有增益特性好,输出光束质量高,便于集成等优点。相对于传统的固体或气体激光器,光纤激光器更以其体积小、质量轻的特点确定了在空间探测应用中的巨大优势。本文主要研究了调Q双包层光纤激光器的脉冲输出特性,分析了脉冲宽度及重复频率调谐的可行性,并给出了关于调Q光纤环形激光器脉冲输出特性的相关实验结果。本文详细介绍了光纤激光器的基本原理、调Q机制和部分关键技术。在此基础上,对双包层掺镱连续光纤激光器进行了研究,分析了激光器各个参数对输出功率的影响。然后利用点模型和行波法模型讨论了在不同条件下调Q光纤激光器的输出脉冲特性。经过分析,解释了光纤激光器中输出脉冲多波峰的现象,并且论述了一定范围内的泵浦光功率变化可以让光纤激光器输出脉宽得到数十纳秒的连续调谐;而输出脉冲的重复频率则可以通过控制Q开关的开关频率进行调谐。由此提出脉冲调谐的方案:采用外部信号控制Q开关,从而达到调谐输出脉冲重复频率的目的;用磁控调制器调节布拉格光纤光栅反射率,同时结合控制泵浦功率,模拟结果能够实现121ns到195ns范围的20dB脉冲宽度的连续调谐。实验部分采用铒镱共掺双包层光纤作为增益介质,熔接半导体激光器、光耦合器、光隔离器、光开关等器件构成了调Q光纤激光器,获得了比较稳定的,重复频率为45Hz的脉冲序列。此外,还验证了达到毫秒量级的光开关抖动以及上升时间会影响激光器输出脉冲特性,导致多脉冲的产生。

脉冲可调谐光纤激光器研究

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