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全光纤化被动调Q光纤激光器及超连续谱的产生

作　者: 刘伟
导　师: 沈永行
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 光纤激光器光纤化可饱和吸收体受激布里渊散射 MOPA 超连续谱产生
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

激光器的全光纤化是近年来激光器的一个重要研究方向,全光纤化激光器由于结构简单、环境影响小等优点,在光纤传感、光谱学、工业加工等领域都有着重要的应用。本文以掺Yb增益光纤和Bi/Cr共掺石英光纤为实验基础,研究了包括全光纤化可饱和吸收调Q技术、基于SBS快速被动调Q技术、超连续谱产生技术在内的新型光纤激光器技术。采用12cm长度的Bi/Cr石英光纤为可饱和吸收体,研制了基于光纤化可饱和吸收体(FSA)的被动调Q掺Yb光纤激光器,在5.6W泵浦功率下,获得了2.7W的调Q脉冲输出。脉冲宽度约为500ns,重复频率为50kHz。通过在15m长度的Yb增益光纤和一对光纤光栅对组成的线性谐振腔内直接熔接一段Bi/Cr共掺石英光纤,在975nm的半导体激光器连续泵浦下,实现了高重频的高峰值功率亚纳秒短脉冲激光输出。本文对受激布里渊散射效应快速调Q作用进行了阐述。实验结果表明,输出激光的重复频率与吸收的泵浦光功率成线性关系；脉冲激光峰值功率超过30kW；在吸收泵浦功率为8.2W时,光纤激光器获得了重复频率最高为50.2 kHz、平均功率为2W的亚纳秒脉冲激光输出。在此基础上,采用MOPA结构对600mW的激光种子进行了放大,功率放大至4W。采用结构极为简单的腔内非线性转换结构,以Bi/Cr共掺石英光纤为非线性转换介质,通过光纤中受激布里渊散射、受激拉曼散射、四波混频等各种非线性机制等共同作用,获得了光谱范围覆盖1060nm到2200nm,在1100nm至2000nm内光谱平坦度优于5dB的超连续谱。最后分析了实验相关的物理机理以及Bi/Cr石英光纤长度、泵浦功率对输出光谱的影响。

全光纤化被动调Q光纤激光器及超连续谱的产生

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