有理谐波锁模光纤激光器的研究

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1、；妻未)p夕l硕士学位论文有理谐波锁模光纤激光器的研究Kesearch0nranonalharmonicmode-lockedtlberlaserloloJ■’l-l_’’n’作者：李雪导师：陈根祥北京交通大学2013年3月学位论文版权使用授权书测螋唧本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通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，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：懒j宝IJ’签字

2、日期：Ⅺ眵年4月11>日签字日期：7移侈年。月肛El中图分类号：TN248UDC：681．7学校代码：10004密级：公开北京交通大学硕士学位论文有理谐波锁模光纤激光器的研究Researchonrationalharmonicmode—lockedfiberlaser作者姓名：李雪导师姓名：陈根祥学位类别：工学学科专业：光通信与移动通信学号：10120240职称：教授学位级别：硕士研究方向：光电子器件北京交通大学2013年3月致谢本论文的工作是在我的导师陈根祥教授的悉心指导下完成的。陈根祥教授不仅指导我们完成了实验室的科研工作，还在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，对

3、于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，帮助我解决了很多难题。陈根祥教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响，使我在学习中有了很大的提高。在此衷心感谢两年来陈根祥教授对我的关心和指导。在实验室工作及撰写论文期间，李福源、段晓磊、付思、吴黎舒等同学对我论文的研究工作给予了热情帮助，在工作上我们互相帮助，在生活中我们互相关心。在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。还要感谢国家自然科学基金(61275052)对我所在项目的大力支持。中文摘要摘要：在物理研究和光通信领域中，高速超短脉冲光源都有着相当重要的作用。与传统

4、的主动锁模光纤激光器相比，有理数谐波锁模技术能突破调制频率的瓶颈，是一种获得高重复频率超短脉冲光源的有效方法，近年来其在理论和实验方面的发展都十分迅速。本文全面深入地分析了有理数谐波锁模技术的原理，并通过建立系统的理论模型，对其进行数值仿真；较为详细的分析了有理数谐波锁模激光器中脉冲的传输和输出特性；针对有理数谐波锁模技术的难点问题，进行了详细的理论分析及数值仿真研究。论文的主要内容包括以下几点：(1)简要介绍了锁模光纤激光器的分类、工作原理、特点及其发展历史和研究现状。(2)在讨论锁模光纤激光器基本理论的基础上，分析了典型的基于调制器的主动锁模光纤激光器的运行机理和工作特性

5、。(3)利用非线性传输方程分析光脉冲在普通单模光纤中的传输，并采用迭代的对称分步傅里叶方法对其进行数值化。利用行波速率方程考虑脉冲在掺铒光纤放大器中的传输，采用分步行波方法在时间一空间域上对动态的行波速率方程进行数值求解。建立起适合于仿真研究的锁模脉冲传输模型，这一模型全面地考虑了光脉冲在激光器中的放大、非线性效应、色散以及损耗等各个方面的影响，能够准确地模拟出光脉冲在锁模光纤激光器中的传输过程，使得系统的仿真分析成为可能。(4)根据有理数谐波主动锁模光纤激光器的工作原理和已经建立起的数值模型，在时域和频域上对在有理数谐波锁模激光器内传输的光脉冲进行仿真。对仿真结果进行了详细

6、的分析，对比了传统主动锁模，谐波锁模和有理数谐波锁模的输出，分析了阶数、谐波次数以及失谐分子数等各个参数对有理数谐波锁模脉冲的影响，总结出有理数谐波锁模脉冲的特点。(5)对有理数谐波锁模技术中脉冲幅度均衡性问题进行研究。分析了有理数谐波锁模激光器脉冲幅度不均衡的原因；利用改变调制器参数的方法，简单有效地实现了有理数谐波锁模脉冲幅度的均衡化。仿真并分析了这种均衡方法对输出的锁模脉冲的影响，以及均衡后的锁模脉冲的特点。全文共计图27幅，表格1个，参考文献52篇。关键词：有理数谐波锁模；主动锁模光纤激光器；数值化模型；仿真；脉冲均衡；分类号：TN248jE塞交适叁堂亟±堂僮i金塞△

7、旦墨!＆△￡IABSTRACTABS。I’叠己ACT：Tllehi曲-speedultra-shortpulselightsourceplaysaveryimportantroleinmanyareas．Comparedwiththetraditionalactivemode·lockedfiberlaser,therationalharmonicmode-lockingtechniqueCanbreakthelimitationsofthemodulationfrequencyandit’Saneff