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基于非线性展宽的超连续谱光源特性研究

作　者: 张世强
导　师: 许晓军；景春元
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 光学工程
关键词: 超连续谱 光谱特性 光束质量 相干性 百纳秒激光 光子晶体光纤 非线性效应
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


超连续谱光源作为一种特殊的光源,从一开始产生就引起了人们的关注。目前,大多数研究都集中在其产生机理、理论模拟以及实验制作等方面,而就超连续谱作为光源的一般特性如时空特性、光谱特性以及相干性等研究报道的较少,给其应用带来了不便。此外超连续谱光源的特殊性也决定了对其研究和测量的方法也不同于一般的激光光源。本文以自行搭建的超连续谱光源和一台Fianium公司的2.6W的超连续谱光源为研究对象,对超连续谱的产生过程以及光源的光谱特性、光束质量、相干性等特性进行了研究,主要工作如下:1.综述了超连续谱的概念、应用及其发展前景,并开展了初步的理论分析,研究了超连续谱的产生机理,分析了影响超连续谱展宽的因素。2.搭建了百纳秒声光调Q的侧泵Nd:YAG固体激光器,以此作为泵浦源,得到了覆盖600nm到1500nm展宽的超连续谱,研究了不同泵浦功率下,超连续谱光源的产生情况,获得了丰富的实验结果。3.搭建了环形腔激光器作为泵浦源,耦合到光子晶体光纤,得到了覆盖600nm到1700nm展宽的超连续谱,重点研究了长脉冲激光泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的过程。4.开展了超连续谱光源特性的研究,主要包括:用三种不同的设备测量了光源的光谱特性,并对超连续谱的形成过程进行了解释;分析比较了各种光束质量评价方法的优缺点,提出了测量超连续谱光源光束质量的方法,用正交散焦光栅M 2因子测量仪测量了典型波长的光束质量,并用光斑仪测量了光斑形态;用自相关仪测量了泵浦光、红光、绿光的脉宽随泵浦光功率的变化情况,研究了超连续谱激光的相干性;测量了光源在软件控制情况下,输入电流值与输出功率的对应关系,为其应用打下基础。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章 绪论  10-15
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 超连续谱光源的应用  12-13
  1.4 本文工作  13-15
第二章 超连续谱的产生机理研究  15-26
  2.1 超连续谱产生的机理  15-19
    2.1.1 自相位调制致频谱展宽  15
    2.1.2 交叉相位调制致频谱展宽  15-16
    2.1.3 受激拉曼散射致频谱展宽  16-17
    2.1.4 参量四波混频致频谱展宽  17-18
    2.1.5 光纤色散的作用  18-19
  2.2 光子晶体光纤基本知识  19-24
    2.2.1 光子晶体光纤的导光原理  19-20
    2.2.2 光子晶体光纤的分类  20-23
    2.2.3 光子晶体光纤的特性  23-24
  2.3 本章小结  24-26
第三章 基于固体激光器泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的实验研究  26-38
  3.1 引言  26
  3.2 实验系统  26-31
    3.2.1 光子晶体光纤参数  26-27
    3.2.2 实验装置  27-28
    3.2.3 耦合系统的设计  28-31
  3.3 实验结果及分析  31-33
  3.4 实验系统的改进与实验结果分析  33-36
    3.4.1 改进的实验系统  34
    3.4.2 实验结果及分析  34-36
  3.5 本章小结  36-38
第四章 超连续谱光源的特性研究  38-55
  4.1 引言  38-39
  4.2 超连续谱光源的光谱特性  39-47
    4.2.1 用分光光度计测量光源的光谱特性  42-43
    4.2.2 用光纤光谱仪测量光源的光谱特性  43-45
    4.2.3 用Avantes 微型光纤光谱仪测量光源的光谱特性  45-46
    4.2.4 三种测量方法比较  46-47
  4.3 超连续谱光源的光束质量  47-52
    4.3.1 超连续谱光源光束质量评价方法研究  47-48
    4.3.2 用正交焦光栅M 2 因子测量仪测量光源的光束质量  48-52
  4.4 超连续谱光源的相干性  52-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章 工作总结及展望  55-57
  5.1 全文工作总结  55-56
  5.2 不足与展望  56-57
致谢  57-58
参考文献表  58-62
攻读硕士学位期间发表的论文  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 光电子技术、激光技术 > 激光技术、微波激射技术 > 激光器
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