腔内/腔外泵浦拉曼光纤激光器及其模间拍频锁模的研究

【摘要】拉曼光纤激光器具有结构简单、光束质量好、转换效率高等优点,只要有合适的泵浦源,即可在任意波长实现高功率激光输出；受超快激光巨大应用潜力的推动,各种激光锁模技术不断涌现；3～5μm中红外激光在国防、医疗、自由空间光通信及材料加工等领域具有重要的应用价值,是目前激光研究领域的前沿热点之一。因此,通过发展新技术,获取高性能、小型化且低成本的中红外超短脉冲激光源是非常必要的。本文围绕拉曼光纤激光器,实验对比了腔内和腔外泵浦的1240nm拉曼光纤激光器,研究了模间拍频锁模技术(IBML)实现拉曼锁模激光,并对中红外ZBLAN光纤拉曼激光器进行了理论研究,主要成果如下：1.比较了腔内和腔外泵浦1240nm拉曼光纤激光器,分析了不同反射率光纤环形镜(FLM)对拉曼激光器性能的影响。实验结果表明：对两种腔结构,输出镜反射率越大,斜效率越小,阂值越低；腔内泵浦时,输出激光处于连续波运转状态,而腔外泵浦时,可以观察到稳定的脉冲序列,并且其重复频率与脉宽皆与锁模激光的时域特性较为吻合；2.实验研究了1240nm拉曼光纤激光器的模间拍频锁模技术,获得了重复频率分别为47.178MHz和74.38MHz锁模脉冲,实验结果表明：改变1064nm拉曼泵浦源的腔长对锁模脉冲有很大影响,在已得到的锁模激光器中,IBML的容忍度为腔长改变0.1～0.9m之间；3.数值优化了3～5μm中红外ZBLAN光纤拉曼激光器。主要研究了ZBLAN光纤长度和输出镜反射率对拉曼激光阈值、输出功率及斜效率的影响。结果表明：1)拉曼阈值随输出镜反射率的增大而下降,且存在最优的ZBLAN光纤长度使一阶拉曼阈值最低(4.15W；2)为获得最高拉曼输出功率,最优输出镜反射率分别为84%-98%(一阶)和42%-60%(二阶),最优ZBLAN光纤长度分别为6.7～8.9m(一阶)和1.5～2.4m(二阶),最优斜效率分别高达72.36%(一阶)和34.06%(二阶)。
【作者】王莹；
【导师】罗正钱；
【作者基本信息】厦门大学，物理电子学，2014，硕士
【关键词】拉曼光纤激光器；锁模光纤激光器；中红外激光；

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