基于空芯光纤中氢气受激拉曼散射的2μm光源研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimiewongy2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
2μm波段光源具有人眼安全、涵盖大气窗口等特点,在生物医学、工业加工、环境监测、自由空间光通信和非线性频率变换等方面有重要应用价值,一直以来都是激光领域的研究热点。全光纤化2μm光源具有结构紧凑、稳定性好、光束质量高等优势,受到了研究人员的广泛关注。目前,2μm掺铥、掺钬或铥钬共掺光纤光源输出功率已经达到较高水平,但由于各种非线性效应的存在,难以同时获得高峰值功率和窄线宽输出,使其在光参量非线性频率变换等应用中受限。空芯光纤中氢气受激拉曼散射(Stimulated Raman Scattering,SRS)是有效产生2μm波段激光输出的一种新手段,在同时产生高峰值功率和窄线宽激光方面优势巨大。针对此,本文开展了基于反共振空芯光纤中氢气SRS的2μm光源理论和实验研究,主要内容和结果如下:1、简要介绍了2μm波段光源的特点、主要产生手段、发展水平以及应用情况,全面综述了空芯光纤的发展历史与研究现状,重点介绍了空芯光纤中氢气SRS的研究进展。2、开展了反共振空芯光纤导光机理研究,分析了传统模式理论存在的困难,重点介绍了反共振反射光学波导(ARROW)模型;利用COMSOL软件建立了Ice-cream型反共振空芯光纤的数值计算模型,重点仿真分析了传输损耗特性,计算得到的传输带位置与实际测量结果吻合较好。3、开展了空芯光纤中氢气SRS相关理论研究,重点分析了氢气拉曼增益系数、瞬态和稳态拉曼过程,借鉴激光速率方程思想建立了空芯光纤中泵浦激光和Stokes光的耦合波方程;开展了单程结构下空芯光纤中氢气SRS初步实验,重点研究了光纤长度、氢气气压、泵浦光功率和偏振态对振动Stokes光输出特性的影响。4、首次开展了高峰值功率、窄线宽的2μm光纤氢气拉曼激光实验研究,通过优化耦合光路、空芯光纤长度和氢气气压,更换合适的泵浦源,实现了从1064nm泵浦光到1908nm振动Stokes光的有效转换,光-光转换效率约为30%,对应的量子效率为54%,最高峰值功率达150kW,激光线宽仅约为2GHz。5、首次开展了2μm光纤氢气拉曼激光放大器实验研究,在单程结构基础上引入1908nm窄线宽光纤激光种子源,显著降低了拉曼阈值,同时较强地抑制了转动Stokes波的产生,将振动Stokes波的光-光转换效率提升至41%,相应的量子效率为73.5%,最高峰值功率达160kW,不同功率下线宽约为2~4GHz。
其他文献
π相移光纤光栅(π-phase shifted fiber Bragg grating,π-PSFBG)是一种特殊结构的光纤光栅,其纤芯折射率调制在某位置存在π相位突变,广泛应用于分布式反馈激光器、全光开
随着我国经济建设不断发展,各种经济交易越来越频繁,电子交易的发展规模也在不断扩大,使得收银审核人员的重要性逐渐凸显,对收银审核员的岗位职责也提出了新的要求。文章从收
1引言由于传输技术的进步和通信市场竞争的日益激烈,各电信运营商纷纷采取"光进铜退电缆瘦身"的措施,用光缆替代了多条大对数的电缆(现在仍在使用的电缆其对数也明显减小)。虽然
随着我国经济建设的发展,我国LNG液化撬装工厂的建设也得到了长足的发展,众所周知,LNG液化撬装工厂的撬块区域属于防爆区,在这个区域进行建设时,一定要达到我国相关规定所确切要求
摘 要:电视采访是电视媒体采集和挖掘新闻事件的重要环节,随着当前融媒体发展模式的日益成熟,电视新闻记者的采访能力也需要不断提高,从而为观众提供更为真实全面的电视新闻
随着工业的不断发展,我国化肥施用总量呈现显著的逐年上涨趋势,据统计,1978年我国的化肥施用量为884万吨,到了 2016年已增加为5984.1万吨,化肥过量施用引起的农业生态环境污
摘要:红岩文化是共产党人在艰苦卓绝的岁月中所形成的的爱国、奋斗、团结、奉献的共产主义信仰,有着深刻的思想内涵与先进的价值取向,是中华民族宝贵的精神财富。重庆是《红
我国是煤炭资源较为丰富的国家,然而由于人口众多,人均占用量较少,且我国对煤炭资源的利用方式不够合理,造成严重的环境污染和资源浪费。火力发电消耗煤炭量巨大,而锅炉是火电厂的三大主要设备之一,具有重要的地位和意义。当前我国电站锅炉的燃烧控制水平较低,尤其在配风控制上,操作人员多以锅炉实际运行仪表显示情况进行手动调节,存在操作滞后性和不准确的问题,探究锅炉配风的自动控制具有重要意义。本文以某350MW超
<正>时隔六年,艾玛&#183;沃森终于再次与中国观众相约大银幕。只是这一次不再是那个陪伴了所有人青春的&#39;赫敏&#39;,她成了《美女与野兽》中,聪明、勇敢、爱读书的&#39;贝
期刊
调查和研究了河北省南部太行山区野生蜜源植物种类及其分布,分析其具有以下特点:种类丰富,有26科46属66种(含种以下单位);分布呈地带性,花期持续时间长;成花环境适宜,产蜜品