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飞秒激光光谱展宽技术的研究

作　者: 刘鑫
导　师: 张志刚；孙虹
学　校: 天津大学
专　业: 光学
关键词: 飞秒激光脉冲中空光纤光谱展宽
分类号: O437
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 264次
引　用: 1次
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内容摘要

飞秒脉冲技术在近几年内取得了显著的进步,获得宽度更短(单周期或几个周期的)的脉冲,成为人们研究的焦点和主要方向。而光谱的展宽更是其中的关键步骤,目前利用冲惰性气体的中空光纤来进行光谱展宽,是最可行的方法。本文对利用充惰性气体的中空光纤进行光谱展宽进行了理论和实验研究。论文主要包括以下几个方面:一、简述了飞秒激光技术、非线性光学的发展过程,介绍了产生超宽带光谱的产生机制和方法以及中空光纤的发展。二、简述了利用中空光纤展宽光谱的理论基础,包括:非线性折射率、自相位调制(SPM)及群速度色散在(GVD)对脉冲展宽的影响。介绍了种子脉冲在中空光纤中的传播机制和惰性气体的非线性及色散特性在光谱展宽中的作用。三、根据实验所用的种子脉冲的条件,对充惰性气体中空光纤光谱展宽的理论计算结果进行了分析。介绍了光谱展宽的试验装置。利用微结构空心光纤和中空光纤分别进行了光谱展宽实验,得到了合理的结果。但与预期的结果还有一定差距,主要问题在于:一方面种子脉冲宽度过大,另一方面所使用的试验装置在设计上存在一定缺陷,影响了实验中光路的调整。同时实验测得微结构空心光纤的透过率(30%)比中空光纤的透过率(10%)要高,采用光子晶体光纤的带隙理论对这一情况进行了分析。我们利用惰性气体的获得了超连续光谱(400-900nm),变换极限脉冲宽度为2.5fs。

全文目录

第一章绪论  6-15
  1.1 超快激光技术发展及应用简介  6-7
  1.2 线性光学发展简介  7-9
  1.3 超宽带光谱的产生  9-12
  1.4 中空光纤的发展  12-13
  1.5 本论文的主要工作  13-15
第二章利用充气中空光纤进行光谱展宽的原理分析  15-28
  2.1 非线性光纤光学理论基础  15-21
    2.1.1 非线性折射率  15-16
    2.1.2 自相位调制(SPM)  16-21
  2.2 中空光纤与脉冲光谱的展宽  21-27
    2.2.1 光在中空光纤中的传播  21-24
    2.2.2 惰性气体的非线性及色散特性  24-27
  2.3 结论  27-28
第三章充气中空光纤光谱展宽的实验研究  28-47
  3.1 充气中空光纤光谱展宽研究的理论计算结果  28-38
    3.1.1 理论计算公式  28
    3.1.2 理论计算结果及对比分析  28-38
  3.2 充气中空光纤光谱展宽的实验研究  38-45
    3.2.1 充气中空光纤光谱展宽的实验装置  38-40
    3.2.2 实验结果及分析  40-45
  3.3 结论  45-47
第四章总结与展望  47-48
参考文献  48-51
发表论文和科研情况说明  51-52
致谢  52

飞秒激光光谱展宽技术的研究

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