【摘 要】
：
中红外光纤激光是21世纪以来的研究热点,稀土离子掺杂的光纤激光器作为实现中红外激光输出的重要技术手段,相比传统的激光器技术,具有高光束质量、优良散热、高转化效率、易于集成等显著优势。目前掺Er3+ZBLAN光纤激光器已经能够在2.8μm和3.5μm两个中红外波段实现高效的激光激射,但是在短脉冲以及超短脉冲方面还处于起步阶段,存在诸多问题待解决和探索。本文将围绕掺Er3+ZBLAN光纤,借助其在2.
论文部分内容阅读
中红外光纤激光是21世纪以来的研究热点,稀土离子掺杂的光纤激光器作为实现中红外激光输出的重要技术手段,相比传统的激光器技术,具有高光束质量、优良散热、高转化效率、易于集成等显著优势。目前掺Er3+ZBLAN光纤激光器已经能够在2.8μm和3.5μm两个中红外波段实现高效的激光激射,但是在短脉冲以及超短脉冲方面还处于起步阶段,存在诸多问题待解决和探索。本文将围绕掺Er3+ZBLAN光纤,借助其在2.8μm和3.5μm两个波段的宽带激射潜力,探索在短脉冲以及超短脉冲运转状态下的波长调谐潜力,主要内容包含:1.基于掺Er3+ZBLAN光纤中与3.5μm激光激射相关的能级跃迁过程,结合速率方程和功率传输方程,建立了连续和脉冲抽运的激光动力学模型;在连续泵浦情况下,对光纤掺杂浓度、长度及腔镜反射率等方面进行优化,获得输出效率的最优化参数区间;脉冲泵浦情况下,分析了能级离子数浓度对其脉冲产生特性的影响,同时揭示了泵浦重复频率对输出脉冲特性的影响,并为后续的掺Er3+ZBLAN增益调制脉冲光纤激光器进行理论指导。2.搭建了全光纤的掺Tm3+1981 nm脉冲光纤激光器作为实验的泵浦源,获得了输出功率5 W,脉冲重复频率20～50 k Hz可调的稳定脉冲激光输出;以此为泵浦源,搭建了增益调制掺Er3+ZBLAN脉冲光纤激光器,获得了波长在3397.1～3690.2nm范围可调的脉冲激光输出,率先在3.5μm波段实现增益调制脉冲波长调谐,并分别对20 k Hz、40 k Hz和50 k Hz重复频率下的脉冲进行分析;通过数值仿真对实验数据进行了验证,对其结果存在误差的原因进行分析和解决。3.搭建了基于非线性偏振旋转锁模的掺Er3+ZBLAN光纤激光器,获得了波长2780 nm脉冲宽度300 fs左右的锁模脉冲激光输出;在此基础上,根据锁模脉冲光谱带宽和中心波长,基于铌酸锂双折射晶体,设计了的空间利奥滤波器,利用自行搭建的2.8μm ASE（放大的自发辐射）光源对滤波器的滤波特性进行了测试;最后,将该滤波器引入锁模激光器中实现了2752.4～2807.2 nm,范围超过50 nm、脉冲宽度小于300 fs的孤子调谐以及状态可切换的双波长锁模脉冲输出,这也是第一台中红外波段的飞秒光纤激光器,为未来实现更长波长飞秒量级可调谐光纤激光器的实现提供了一种可靠的方法。
其他文献
随着探测技术的不断发展,以往的单波段设备所探测到的信息和识别率不足以满足日益增长的应用需求,所以国内外的研究已经从传统的单一波段探测系统转变为双波段或者多波段的探测系统。在双波段探测器研究中,可见-红外双波段探测器能集成传统可见光探测器和红外探测器的优势,应用于各种场合,如夜视探测领域和生物医学领域。而像素级融合双波段探测器能获取的细节信息更加丰富,因此有必要对像素级融合可见-红外双波段探测器进行
投影显示技术作为主流显示技术的一员,特别在大屏幕高质量的显示中具有显著地位,在我们的工作学习生活中遍布着它的身影,广泛的应用在电影院、教室、会议室、演讲台等相关大屏幕显示领域。同时,投影显示在未来虚拟显示、沉浸式投影显示的发展下具有无限广阔的潜力。但投影显示的幕布需求影响着其应用空间,特别是在移动科技日益发达的今日,因而研究投影显示摆脱白色幕布标配能够使其具有更加广阔的发展空间。为此,本文主要研究
随着电力电子设备逐渐向着高频化、小型化的方向发展,半导体开关器件的工作频率逐渐提高,半导体开关器件的高速开关断会产生大量的电磁噪声,这类高频电磁噪声不但会影响电子设备的内部电磁环境,而且会以电磁辐射的形式干扰其它敏感设备,引起严重的电磁兼容问题。因而,为了更好地应对辐射EMI对电力电子产品的挑战,必须深刻理解辐射干扰的产生机理以及传播特性。本文重点分析了DC-DC功率变换器中的辐射EMI特性,并提
云计算技术作为一种完全基于互联网的计算模式,内部包含大量资源供客户实时高效调用。其中计算资源在整个资源系统中处于核心地位,是保证服务质量,维持高效计算能力的关键。计算资源从原子性角度分析,包括了云计算系统中的物理机等所有硬件资源以及虚拟机中的通过软件模拟生成的硬件资源,网络资源等。面对如此庞大的资源池,如何合理调度分配这些资源是关键问题。云系统中经常引入负载均衡算法平衡负载与系统资源。不过目前的负
金属增材制造技术已经在诸多领域取得了应用,成为了一种重要的加工技术,也是整个增材制造体系中难度较高的技术。它依托计算机软件技术的优势,弥补了传统加工方式的不足,但是在金属增材制造的过程中会产生裂缝、孔隙、翘曲变形等缺陷,对产品质量产生影响,造成损失。因此开展应用于增材制造领域的无损检测技术的研究具有重要的实际意义。首先,本文根据激光与物质相互作用的原理,分析了金属增材制造过程中声源的发声机理,在理
作为目前最具应用前景的显示技术,有机电致发光二极管（Organic Light Emitting Diode,OLED）逐渐得到广泛应用,尤其是移动电话等需要用到显示面板的设备。开发新型高性能的OLED发光材料不仅是研究者们的努力方向,更是OLED技术发展的必由之路。目前市面上的OLED面板主要以磷光器件为主,因为基于铂、铱等稀有金属配合物的发光材料效果好,寿命长。然而贵金属磷光材料价格昂贵、污染
微弱目标成像探测作为图像处理和计算机视觉的重点内容一直都受到研究学者们的广泛关注,在军事和安防等领域都具有广泛而重要的应用前景。硅基光电倍增管（silicon photomultiplier,简称SPM）是一种近年来被广泛应用的探测元件,具有探测精度高、体积小等优势,非常适合针对微弱信号的精确探测和系统集成。然而由于SPM的制作工艺复杂,往往成像单元数少,分辨率低,所以本文将其与基于压缩感知的图像
随着无人机技术日趋成熟,可自主执行各种任务的多架无人机协同作战在军事领域具有很大的发展前景。本文针对多无人机围捕地面运动目标的作战场景,设计了一套可完成完整作战流程的多机协同目标围捕系统,完成了决策规划层的算法理论研究、多无人机系统架构搭建及Gazebo仿真验证,且最终在多无人机平台上进行了实飞验证。首先,针对多机协同和任务执行两个方面,研究了多机协同目标围捕的无人机航迹规划方法。多机协同方面,无
在当下生产生活中,红外视频作为获取温度场信息的重要媒介,衍生了许多工业或生活应用。目标跟踪算法作为计算机视觉中十分重要的技术,在对图像序列中已标定的目标进行连续准确且快速的捕捉,应用十分广泛。将二者进行结合的红外对地目标跟踪算法是一个有实际意义的挑战,受到各国研究者的广泛关注。现有算法存在着许多不足。对于对地目标来说,红外视频的质量相对较低,导致视频在跟踪时效果不佳,且信息的多样性、运动的复杂性使
围绕“C语言”课程思政教学，基于立德树人教育理念，深入挖掘课程的思政元素，提出了“C语言”课程思政教学体系的构建路线，详细阐述了“C语言”课程思政教学内容的设计，为实现“知识传授、能力提升和价值引领”的课程思政教学目标提供了参考。