【摘 要】
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高功率、高重复频率皮秒脉冲光纤激光器已被广泛的用于微机械加工、激光测距以及高速电光采样等领域,如何提高脉冲激光的重复频率以及峰值功率已成为国内外科研工作者研究的热点问题。本文对高功率、高重频超短脉冲光纤激光器进行了理论分析和实验研究,具体内容如下:1.研究了超短脉冲光纤激光器基础理论。设计了环形腔皮秒脉冲种子源,在腔内净色散量为正时,获得了耗散孤子,实现了重复频率为19.2 MHz,脉冲宽度为4.
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高功率、高重复频率皮秒脉冲光纤激光器已被广泛的用于微机械加工、激光测距以及高速电光采样等领域,如何提高脉冲激光的重复频率以及峰值功率已成为国内外科研工作者研究的热点问题。本文对高功率、高重频超短脉冲光纤激光器进行了理论分析和实验研究,具体内容如下:1.研究了超短脉冲光纤激光器基础理论。设计了环形腔皮秒脉冲种子源,在腔内净色散量为正时,获得了耗散孤子,实现了重复频率为19.2 MHz,脉冲宽度为4.2 ps的脉冲激光输出。搭建了线形腔皮秒脉冲种子源,利用啁啾布拉格光纤光栅为谐振腔提供较大的反常色散,最终获得了重复频率为37.7 MHz,脉冲宽度为4.5 ps的传统孤子锁模脉冲。2.搭建了四级掺镱光纤放大器,在主功率放大级中采用高掺杂大模场双包层掺镱光纤作为增益介质,有效地抑制了脉冲放大过程中的非线性效应。将皮秒脉冲种子源的平均输出功率提高到50.4 W,峰值功率为325 k W,单脉冲能量为2.63μJ,相应的光谱宽度仅从3.6 nm展宽到5 nm。3.基于延时光纤和分束器设计了一种全新低损耗高重频脉冲调制器,克服了传统被动锁模光纤激光器腔长对重复频率的限制,将种子源的重复频率从19.2MHz提高到1.2 GHz。2×2型分光比为1:1分束器的使用提高了脉冲的耦合效率,同时降低了功率损耗。
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