基于新型可饱和吸收材料的锁模及双波长锁模掺铒光纤激光器

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1、中图分类号：O439论文编号：102870818-S051学科分类号：085202硕士学位论文基于新型可饱和吸收材料的锁模及双波长锁模掺铒光纤激光器研究生姓名琚志平专业类别工程硕士专业领域光学工程指导教师顾晓蓉讲师南京航空航天大学研究生院理学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofScienceMode-lockedandDual-wavelengthMode-lockedEr-dopedFiberLaserBasedonN

2、ewSaturableAbsorbersAThesisinOpticalengineeringbyZhipingJuAdvisedbyLecturerXiaoRongGuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或

3、其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要光纤激光器因其稳定性高、能量利用率高、便携、低阈值、性价比高等优势广泛应用于各领域。其中掺铒光纤激光器的输出波长为光纤通信波段(1.5μm)，其研究和发展也最为广泛。近年来，研究学者还在探索不同应用领域的脉冲激光产生机制。掺杂光纤近年来被证实不仅可以用作激光器的增益介质，也

4、可作为可饱和吸收材料用来实现短脉冲激光器，且具有结构简单、便携、低成本、损伤阈值高等优点。由于掺铥光纤在1.5-1.8μm有一个宽带吸收谱，因此很适合作为掺铒光纤激光器的可饱和吸收材料。本论文实现了长腔条件下基于铥钬共掺光纤作为可饱和吸收材料的掺铒光纤激光器的调Q及锁模脉冲输出。激光器可以自启动，而且只需改变功率即可实现调Q到锁模状态的连续变化，为不同模式下的应用提供了方便。另一方面，多波长激光器在密集波分复用、激光测距、光谱分析、光纤传感等领域扮演着重要的角色，而基于多模光纤的偏振烧孔效应可实现多波长的掺铒光纤激光器。本论文将一段多模光纤

5、插入单模环形腔中实现空间拍频滤波器，再结合碳纳米管作为可饱和吸收体，实现了稳定的双波长锁模掺铒光纤激光器。本论文的主要研究成果及创新点概括如下：1.利用铥钬共掺光纤实现了掺铒光纤激光器的被动调Q和被动锁模，调Q脉冲的重复频率可调谐范围为0.8kHz到4.0kHz，泵浦功率范围为40mW到160mW，脉冲宽度为0.527μs。锁模脉冲的重复频率为216.7kHz，脉冲宽度为0.465μs，中心波长为1559.6nm，光谱半高全宽为0.52nm，信噪比约为50dB。2.结合碳纳米管器件和多模光纤，实现了掺铒光纤激光器的双波长同时锁模脉冲输出，输

6、出波长分别为1532.99nm和1559.88nm，相对应的重复频率为190.51kHz和190.50kHz，频谱上两个波长信号的信噪比都高于43dB。关键词：掺铒光纤激光器，锁模激光器，掺铥光纤，多模光纤，双波长激光器I基于新型可饱和吸收材料的锁模及双波长锁模掺铒光纤激光器ABSTRACTFiberlasersarewidelyusedinseveralfieldsforitsgoodstability,highefficiency,widetunability,compactness,lowpumpthreshold,lowcostan

7、detc.Amongthem,Er-dopedfiberlaserhasattractedmostattentioninthepastfewdecadesbecauseitsworkingwavelengthiscompatibletoopticalcommunicationsystem.Inrecentyears,newmechanismstogeneratedpulsedlasersatthiswavelengtharestillpursuedbyresearchesfordifferentapplications.Recently,i

8、tisprovedthatdopedfiberscanbeusednotonlyasactivemediaforlasersbutalsoassaturableabsorbers