掺镱光纤激光器中的色散管理耗散孤子

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1、第4O卷中国激光光学前沿——光电技术2013年12月CHINESEJOURNALOFLASERS专刊掺镱光纤激光器中的色散管理耗散孤子李辉辉刘江孙若愚金东臣王璞(北京工业大学激光工程研究院，国家产学研激光技术中心，北京100124)摘要通过数值模拟研究了掺镱光纤激光器中色散管理耗散孤子的产生。利用在1“m处负群速度色散特性的空芯光子晶体光纤，对掺镱光纤激光器进行色散管理，分析耗散孤子在腔内传输时各元器件对脉冲宽度和光谱宽度的影响。带有正啁啾的色散管理耗散孤子随着腔内净正色散值的减小，时间带宽积逐渐增大，通过在腔外进一步压缩得到最短9Ofs的脉

2、冲。包含正、负色散元件的锁模光纤激光器产生的色散管理耗散孤子比普通的色散管理孤子具有更高的脉冲能量，掺镱光纤的增益色散和可饱和吸收体的振幅调制对孤子的形成起到很大的作用。关键词激光器；耗散孤子；数值模拟；色散管理中图分类号TN248．1文献标识码Adoi：10．3788／CJL201340．sl02001DissipativeDispersion-ManagedSolitonsinYb-DopedFiberLaserLiHuihuiLiuJiangSunRuoyuJinDongchenWangPu(NationalCenterofLaserT

3、echnology，InstituteofLaserEngineering，BeOingUniversityofTechnology，BeOing100124，China)AbstractThedispersion—managedpassivelymode-lockedYb—dopedfiberlaserisdesigned，usingnegativegroupvelocitydispersioncharacteristicsofphotoniccrystalfiberat1／amwavelength．Thenetgroupvelocityd

4、ispersionofthefiberlaserisnorma1．Largerpulseenergycanbegeneratedfromthislaser．Thegenerationofthedissipativedispersion-managedsolitonisstudiedthroughnumericalsimulation．TheamplitudemodulationofthesaturatedabsorberandthegaindispersionoftheYb—dopedfiberplaysignificantrolesinth

5、eformationofthesoliton．Theeffectsofthepositiveandnegativedispersionelementsonthepulsewidthandspectrumwidthareanalyzed．Thetimebandwidthproductincreasesgraduallywiththenetgroupvelocitydispersionvaluedecreasing．Theshortestpulseof9Ofswidthisobtainedthroughfurthercompression．Key

6、words1asers；dissipativesoliton；numericalsimulation；dispersionmanagementOCIScodes140．4050：140．3615；190．5530l引言的非线性相移，当光孤子能量较高时将导致光波分裂；而在色散管理腔中总的群速度色散值接近于零，近年来，光纤激光器由于其设计紧凑、散热优脉冲在腔内被周期性展宽和压缩，有效降低了腔内脉良、光束质量好、免校准、损耗低等优点得到广泛研冲峰值功率及非线性相移的累积，单脉冲能量可提高究。其中，掺镱锁模光纤激光器产生的超短脉冲具一个数量级以上，这

7、种展宽脉冲是非线性薛定谔方程有较高的脉冲能量，在频率度量衡学、材料加工、非的呼吸解，净负色散区域的色散管理孤子激光器产生线性光学等领域有很大的应用前景[1]。的展宽脉冲宽度可达到飞秒量级，非线性相移的积累光孤子存在于负色散激光腔中，传输时受到的非仍会降低脉冲的质量，这也限制了超短脉冲光纤激光线性效应和负群速度色散之间可达到平衡而保持不器更广泛的应用。2006年Chong等在全正色散掺变，脉冲在光纤中传输时自相位调制(SPM)会产生大收稿日期：2013—04—01；收到修改稿日期：2013—05—2O基金项目：北京市自然科学基金重点项目(KZ2

8、011100050011)作者简介：李辉辉(1985一)，男，博士研究生，主要从事光纤激光器方面的研究。E-mail：lihuihuide@foxmail．corn