论文题目: 超短脉冲激光器的实验及理论研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学
作者: 宋丽军
导师: 周国生,李仲豪
关键词: 超短脉冲,克尔透镜锁模,激光器,理论模型
文献来源: 山西大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文主要针对超短脉冲激光器系统,分别从实验上和理论上对超短脉冲的产生及演变做了较为详细的研究。根据ABCD矩阵规律,对激光器的稳定工作区域及克尔透镜锁模强度进行数值计算,并完成对激光器最佳像散补偿角的确定和有利于锁模产生的最佳腔参数的选择。实验上,我们采用Cr4+:YAG晶体作为激光增益介质,对连续可调谐及克尔透镜锁模Cr4+:YAG激光器的工作特性做了较为细致深入的研究,并给出了一些有价值的结果。另外在理论方面,采用修正的高阶复系数Ginzburg-Landau方程作为超短脉冲激光器系统的理论研究模型,对激光器中超短脉冲的演变及稳定性进行数值模拟,并给出了稳定解以及它们存在的参数限制条件。最后,针对五次复系数Ginzburg-Landau方程几种特殊孤波解,简要地研究了三阶色散对这些孤波传输的影响以及它们的相邻相互作用及其抑制。 本文主要内容及结果如下: 1) 利用ABCD矩阵法对Cr4+:YAG激光器的谐振腔进行了数值计算,从而得到谐振腔的最佳像散补偿角和最佳模式匹配参数;并从理论上讨论了谐振腔参数的选择对激光器稳定区域的影响。实验上,当泵浦功率为8w时,得到了高达580mw的连续光输出;采用棱镜作为调谐元件,实现了连续可调谐范围达160nm的连续可调谐运转,这样的结果在国内尚属首例。 2) 利用克尔介质的非线性ABCD传输矩阵公式,分析克尔透镜锁模灵敏度δ在KLM激光器中的重要作用及其与谐振腔参数之间的关系,并结合我们实验中所用的四镜像散补偿腔,得到了有利于锁模产生的参数范围。采用棱镜对进行色散补偿,同时采用半导体可饱和吸收镜作为克尔透镜锁模的启动元件,实现了Cr4+:YAG激光器的锁模运转,并得到了谱线展宽约为37nm,中心波长位于1520nm的锁模脉冲。这样的克尔透镜锁模Cr4+:YAG激光器在国内还是首例。 3) 首次给出了描述超短脉冲激光器系统中脉冲演化,且同时包含了三阶色散、非线性色散、自陡峭以及拉曼自频移等高阶效应和快、
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
§1.1 超短脉冲激光器的发展历史
§1.2 自锁模激光技术的发展概述
§1.3 超短脉冲激光器的理论研究进展
§1.4 Cr~(4+)：YAG激光器的研究进展
§1.5 本文主要内容
参考文献
第二章 连续可调谐的Cr~(4+)：YAG激光器
§2.1 Cr~(4+)：YAG晶体特性
§2.2 谐振腔结构及其稳定性分析
§2.3 连续可调谐的Cr~(4+)：YAG激光器
§2.4 本章小结
参考文献
第三章 克尔透镜锁模Cr~(4+)：YAG激光器
§3.1 克尔透镜锁模脉冲的形成机理
§3.2 Cr~(4+)：YAG激光器的色散补偿特性
§3.3 半导体可饱和吸收镜(SESAM)简介
§3.4 实验结果
§3.5 本章小节
参考文献
第四章 超短脉冲激光器的理论研究
§4.1 理论模型的建立背景
§4.2 修正的复系数Ginzburg-Landau方程
§4.3 高阶复系数Ginzburg-Landau方程
§4.4 本章小结
参考文献
第五章 三阶色散对新型孤波传输的影响
§5.1 三种新型孤波介绍
§5.2 三阶色散对平脉动孤波的影响
§5.3 三阶色散对爆发孤波的影响
§5.4 三阶色散对蠕变孤波的影响
§5.5 三阶色散对呼吸子解传输特性的影响
§5.6 本章小结
参考文献
第六章 QCGLE特殊孤波解的相互作用研究
§6.1 呼吸子解的相互作用及其抑制
§6.2 平脉动孤波的相互作用及其抑制
§6.3 爆发孤波的相互作用及其抑制
§6.4 蠕变孤波的相互作用及其抑制
§6.5 本章小结
参考文献
第七章 结束语
攻读博士期间发表和待发表的论文
致谢
承诺书
发布时间: 2005-08-31
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