全光子晶體光纖飛秒激光放大系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文詳細(xì)闡述了光子晶體光纖的傳輸特性，并對(duì)其可控色散特性、非線性特性、帶隙特性進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的研究。基于摻Y(jié)b3+單偏振雙包層光子晶體光纖搭建了全光子晶體光纖飛秒激光放大系統(tǒng)，系統(tǒng)研究了多個(gè)參數(shù)對(duì)輸出的影響，得到高重復(fù)頻率，高平均功率的飛秒脈沖輸出。論文的工作包括以下主要內(nèi)容：
　　 第一，利用有限元方法設(shè)計(jì)了具有特殊色散特性的孔助實(shí)芯光子晶體光纖。通過(guò)控制纖芯空氣孔的大小得到了具有兩個(gè)零色散點(diǎn)的色散曲線，并優(yōu)化了該光纖的二

2、階和三階色散，使其滿足光纖展寬器的色散匹配要求。同時(shí)基于白光干涉法搭建了色散測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量了多種光子晶體光纖的色散曲線。
　　 第二，在非線性實(shí)驗(yàn)中，由于孔助實(shí)芯光子晶體光纖具有兩個(gè)零色散波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了自頻移孤子的穩(wěn)定輸出，消除了僅有一個(gè)零色散點(diǎn)光纖中孤子頻移對(duì)入射脈沖能量的敏感性。
　　 第三，利用空氣纖芯光子帶隙光纖的低非線性和反常色散特性對(duì)光子晶體光纖飛秒激光器輸出的脈沖進(jìn)行了壓縮。利用全固帶隙光纖和布拉格型光纖的彎

3、曲損耗特性制作了帶通濾波器，其濾波窗口的中心波長(zhǎng)和寬度皆可調(diào)諧。
　　 第四，數(shù)值模擬研究了Yb3+光纖的增益特性，結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析了放大級(jí)參數(shù)對(duì)輸出脈沖能量的影響。利用分步傅立葉方法研究了放大過(guò)程中的自相位調(diào)制效應(yīng)的影響，進(jìn)一步數(shù)值模擬了非線性脈沖放大和壓縮的過(guò)程，分析了三階色散和非線性啁啾之間的相互補(bǔ)償。
　　 第五，實(shí)驗(yàn)搭建了全光子晶體光纖飛秒激光放大系統(tǒng)，系統(tǒng)中的增益光纖全部采用摻Y(jié)b3+單偏振雙包層光子晶體光纖，利