论文部分内容阅读
超短脉冲光纤激光器由于其光束质量好、转换效率高等优越的特性,所以在医用、工业加工等领域有着广泛的应用。近年来,随着科研工作者在该领域不断的深入研究,超短脉冲光纤激光器的稳定性得到了进一步提高。基于全保偏光纤结构的脉冲光纤激光器具有抗环境干扰特性和偏振保持特性,因此这样的激光器在光通信等领域有着重要的应用。本文采用全保偏光纤结构和空间式半导体可饱和吸收镜(Semiconductor Saturable Absorber Mirror,SESAM)作为可饱和吸收体的锁模方式,通过调节聚焦器和SESAM之间的距离实现了脉冲能量可调谐的激光输出,以此脉冲能量可调谐激光器作为种子光,利用MOPA技术实现了峰值功率接近5 kW脉冲输出。同时引入机械微扰和增加腔长长度等手段分别获得了束缚态孤子和谐波孤子锁模。本论文主要研究内容和具体结果如下:首先,基于SESAM全保偏掺镱被动锁模光纤激光器进行了研究,理论上模拟了腔内脉冲光强的分布演化,同时实验上获得了高稳定性的脉冲能量可调谐的脉冲光纤激光器,通过调整聚焦器和SESAM之间的距离,单脉冲能量从0.591 nJ变化到0.988 nJ,且在工作时间为10h和输出功率为15 mW的情况下,未出现锁模失效和大的功率波动现象。其次对可调谐激光器所产生的不同脉冲能量的种子光进行放大,得到了不同的脉冲输出,其中最大脉冲能量的种子光放大后得到了峰值功率达到5 kW的脉冲输出且在工作一天时间里,输出功率的稳定性相对标准偏差为2.02%,且一直未出现失锁,这显示出了锁模状态具有很高的稳定性。最后,我们对多孤子激光器的理论进行分析,实验上我们通过在全保偏光纤激光器中引入机械微扰,在固定的泵浦功率下,得到了不同孤子间距的束缚态孤子,且随着腔内非线性效应增强,孤子间距在不断增大。同时我们采用增加腔长和减小SESAM饱和通量的方法,实现了高达12阶谐波锁模,同时也证明了多脉冲锁模的能量量化效应。