耗散孤子谐振锁模光纤激光器

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目耗散孤子谐振锁模光纤激光器学科专业光学工程学号201521050222作者姓名常俊利指导教师汪平河副教授分类号密级注1UDC学位论文耗散孤子谐振锁模光纤激光器（题名和副题名）常俊利（作者姓名）指导教师汪平河副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2018.04.论文答辩日期2018.05.学位授予单位和日期电子科技大学20

2、18年06月答辩委员会主席陈开鑫评阅人李建峰，韦晨注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DISSIPATIVESOLITONRESONANCEMODE-LOCKEDFIBERLASERSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:OpticalEngineeringAuthor:ChangJunliAdvisor:AssociateProf.WangPingHeSchool:schoolofOpt

3、oelectronicscienceandEngineering摘要摘要不同的锁模机制在被动锁模掺铒光纤激光器中早已被研究。传统的被动锁模技术包括半导体可饱和吸收体，非线性偏振旋转，非线性光纤环形镜和非线性放大环形镜。最近几年来，包括石墨烯，黑磷等的二维材料也被用于锁模。在负色散区域内，耗散孤子谐振锁模可以产生高能量的脉冲。增加腔内长度可以有效地使脉冲能量到很高的水平。在2010年，报道的腔长为8km的长腔被动锁模光纤激光器可以产生4μJ的脉冲能量。在本论文中，我们描述了8字形被动锁模光纤激光器和可调谐被动锁模光纤激光器。

4、1.对被动锁模光纤激光器的关键器件建立理论模型和对应的非线性薛定谔方程。根据实际情况设置里面的初始参数，我们发现泵浦功率的强度与光谱滤波带宽对产生孤子的特性有很大影响。2.采用八字形锁模的光纤激光器，在插入2km长的单模光纤中观察到高次谐波，泵浦功率为400mW时，基频输出的单脉冲能量最高为42.167nJ。在插入67m和10m长的单模光纤实验中，都可以观察到光孤子谱。从实验中观察，增加激光器的腔内长度可以有效地增加输出脉冲的单脉冲能量。3.单波长可调谐锁模光纤激光器是基于非线性放大环形镜的被动锁模机制。插入404m的单模

5、光纤，腔内的重复频率为465kHz，3dB带宽为1nm的可调谐带通滤波器插入到腔内实现可调谐锁模，实验中具体介绍了中心波长为1560nm的单波长被动锁模光纤激光器。实验结果显示激光器运转在耗散孤子谐振锁模。当泵浦功率为400mW时，激光器方波脉宽达到10.58ns，单脉冲能量达到70.28nJ。激光器可以在波长范围从1523.4nm到1575nm之间有稳定的锁模脉冲输出。在整个可调谐范围内，因为掺铒光纤的增益随着波长的改变，输出脉冲的信噪比，脉宽，输出功率和单脉冲能量均有些变化。使用反射式的光纤光栅产生单波长和纳秒脉宽的锁

6、模时，当泵浦功率为400mW，单波长光谱中心波长在1569.4nm的半高宽为0.24nm，对应的脉宽为632ns，单脉冲能量为317.57nJ。本论文的创新点在于使用手动可调谐滤波器实现单波长锁模输出的实验中，激光器保持在稳定锁模状态的可调谐中心波长范围从1523.4nm到1575nm，比目前其他研究小组所报道的可调谐范围要宽10多纳米。关键词：被动锁模，非线性光学环形镜，耗散孤子谐振，单波长，可调谐激光器IABSTRACTABSTRACTVariousmodelockingmechanismshavebeeninvest

7、igatedinpassivelymode-lockederbium-dopedfiberlasers.Traditionalpassivemodelockerforfiberlasersincludesemiconductorsaturableabsorbermirrors(SESAM),nonlinearpolarizationrotation(NPR),nonlinearopticalloopmirror(NOLM),andnonlinearamplifierloopmirror(NALM).Recentlytwo-

8、dimensionalmaterialsareusedasmodelocker,includinggraphene,blackphosphorus.Inthenegativedispersionregime,thefiberlaseroperatinginDSRregioncangeneratehigh