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超连续谱光纤光源具有光束质量好,空间相干性好、亮度高和结构紧凑等优点,是国际上最受关注、最具发展前景的激光器之一。特别是,紫外光增强的超连续谱在生物光子学,如光学相干断层扫描成像(OCT)、共聚焦显微成像、荧光共振能量转移技术(FRET)等方面有着重要的应用。而光子晶体光纤由于具有灵活的色散可控性和较高的非线性系数,是目前实现超连续谱产生最理想的非线性介质。本论文主要是对紫外光增强的超连续谱产生和光子晶体光纤与单模光纤的熔接特性展开全面系统的工作。主要研究内容如下: 1.利用非线性偏振旋转(NPR)锁模的巨啁啾脉冲掺镱光纤激光器泵浦一段没有经过拉锥处理的光子晶体光纤,得到了紫外光增强的超连续谱激光输出。理论和实验上验证了输入脉冲的初始频率巨啁啾将会使得更多的能量转移到位于可见光或紫外光波段处的色散波。在1.4W的平均泵浦功率下,得到了一个平均功率973mW、光谱极宽的紫外光增强的超连续谱,光谱范围从370nm到2400nm以上,3dB光谱带宽为367 nm(从431nm到798nm)。位于可见光和紫外光区域处的功率占到总输出功率的36%(350mW),其中波长550nm处具有最大的光谱功率强度约为1.6mW/nm。 2.利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)锁模的巨啁啾掺镱光纤激光器泵浦上述同样的光子晶体光纤,得到了紫外光增强的超连续谱激光输出。通过在激光振荡腔外熔接一段长3.5km的单模光纤对SESAM锁模脉冲引入巨大的啁啾。在3.5W的平均泵浦功率下,获得了一个平均功率3W紫外光增强的超连续谱,其光谱范围从380 nm到2400nm。 3.利用一段高V值光纤(V=2.836)作为过渡光纤,获得了空芯光子带隙光纤(NKTs HC-1550-02)与普通单模光纤(Cornings SMF-28)低损耗熔接。相比常见的光纤后处理技术,采用过渡光纤的办法可以提供一个新的调整自由度(V值)使得耦合损耗减小至0.35 dB。实验上得到空芯光子带隙光纤HC-1550-02与阶跃折射率光纤Nuferns SM1950的熔接损耗为0.63dB,从而使HC-1550-02与SMF-28光纤之间的插入损耗减小到0.73dB。