首页> 正文

基于磁控溅射可饱和吸收体的锁模光纤激光器研究

2020-12-02阅读(897)

基于磁控溅射可饱和吸收体的锁模光纤激光器研究

论文摘要

超快脉冲激光技术在很多领域都有着广泛的应用,包括医学成像、空间测距、眼科学、太赫兹光谱、材料微加工、精密计量。与传统的固体、气体激光器相比,被动锁模光纤激光器具有独特的优势（如成本低,光束质量好,结构简单,环境适应性强等）,因而一直受到了学者的广泛关注。在被动锁模光纤激光器中,可饱和吸收体是一个非常关键的部分,它对锁模脉冲的形成,脉冲宽度以及稳定性都紧密相关。可饱和吸收体的研究经历了可以追溯到最初的染料,以及半导体可饱和吸收镜（SESAM）到最近的一些新型纳米材料,如碳纳米管（CNT）、石墨烯（Graphene）、拓扑绝缘体（TIs）、过渡金属硫化物（TMDs）等。基于这些新型纳米材料的超快被动锁模光纤激光器成为当下的光学领域的研究热点。然而,这些报道的基于新型纳米材料的超快光纤激光器基本都限制于实验室内,基本没有实用化。而将光纤激光器推向实用化具有深远的战略意义。本论文利用磁控溅射技术制备了有效的可饱和吸收体,并在掺铒光纤激光器和掺铥光纤激光器中验证了其长时间连续工作的有效性。本论文主要工作如下:1)介绍了在光纤介质中的色散效应和非线性效应,并且分析了色散效应和非线性效应对光脉冲在时域和频域上的影响。从麦克斯韦（Maxwell）方程组出发,推导了光脉冲在光纤中传导的基本方程;然后,概述了锁模光纤激光器的锁模原理,将锁模激光器与连续光激光器的峰值功率做了比较。介绍了被动锁模激光器可饱和吸收体的工作原理和3个重要参数。2)利用磁控溅射技术制备了MoS2,Bi2Se3及MoS2/Bi2Se3异质结可饱和吸收体。利用拉曼光谱,扫描电子显微镜对制备的MoS2/Bi2Se3异质结样品进行了特性表征,利用Z扫描技术对此三种吸收体进行了非线性测试。基于这三个可饱和吸收体在掺铒光纤系统中分别实现了稳定的飞秒锁模脉冲输出,其中MoS2/Bi2Se3异质结可饱和吸收体的锁模光纤激光器具有最窄的脉冲宽度为586fs。进一步,优化了MoS2掺铒光纤激光器,获得脉宽256 fs,输出功率67 mW,单脉冲能量为2nJ,重频为34.7 MHz的锁模激光产生。3)利用磁控溅射技术制备了α-In2Se3可饱和吸收体。利用扫描电子显微镜表征了所制备薄膜的厚度及表面形貌,测试了α-In2Se3薄膜的拉曼光谱,线性吸收光谱,证明了所制备薄膜具有良好的晶格质量。利用双臂测量和Z扫描技术对此吸收体进行了系统的非线性测试,证明了α-In2Se3在1μm,1.5μm,2μm波段的宽带可饱和吸收特性。基于α-In2Se3可饱和吸收体在掺铒光纤激光器和掺铥光纤激光器中分别实现了276fs和1.02ps的稳定的锁模脉冲输出。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 超短脉冲光纤激光器的研究历程
  •   1.3 本论文研究的主要内容
  • 第2章 超短脉冲激光器的基本理论
  •   2.1 光纤中的色散和非线性效应
  •     2.1.1 色散效应
  •     2.1.2 非线性效应
  •   2.2 基本传输方程
  •   2.3 锁模光纤激光器的基本原理
  •   2.4 本章小结
  • 2/Bi2Se3异质结的超快掺铒光纤激光器'>第3章 基于MoS2/Bi2Se3异质结的超快掺铒光纤激光器
  •   3.1 引言
  • 2/Bi2Se3异质结的制备特性表征'>  3.2 MoS2/Bi2Se3异质结的制备特性表征
  • 2/Bi2Se3异质结的超快掺铒光纤激光器实验'>  3.3 基于MoS2/Bi2Se3异质结的超快掺铒光纤激光器实验
  •     3.3.1 实验装置
  •     3.3.2 实验结果与分析
  • 2掺铒光纤激光器的优化'>  3.4 MoS2掺铒光纤激光器的优化
  •   3.5 本章小结
  • 2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器'>第4章 基于α-In2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器
  • 2Se3的特性表征'>  4.1 α-In2Se3的特性表征
  • 2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器实验'>  4.2 基于α-In2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器实验
  • 2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器实验装置'>    4.2.1 基于α-In2Se3的掺铒与掺铥光纤激光器实验装置
  • 2Se3的掺铒光纤激光器'>    4.2.2 基于α-In2Se3的掺铒光纤激光器
  • 2Se3的掺铥光纤激光器'>    4.2.3 基于α-In2Se3的掺铥光纤激光器
  •     4.2.4 实验结果分析与讨论
  •   4.3 本章小结
  • 第5章 总结与展望
  •   5.1 主要工作
  •   5.2 工作主要创新点
  •   5.3 工作展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间的研究成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 姜子克

    导师: 闫培光

    关键词: 锁模,可饱和吸收体,异质结,磁控溅射沉积,孤子

    来源: 深圳大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,信息科技

    专业: 物理学,无线电电子学

    单位: 深圳大学

    分类号: TN248

    总页数: 51

    文件大小: 6496K

    下载量: 25

    相关论文文献

    • [1].中国首台2万瓦光纤激光器正式装机将打破美国禁运[J]. 现代焊接 2016(12)
    • [2].基于专利价值度视角的光纤激光器产业竞争态势分析[J]. 中国发明与专利 2020(01)
    • [3].光纤激光器在金属增材制造中的应用进展及展望[J]. 中国激光 2020(05)
    • [4].脉冲光纤激光器专利技术发展分析[J]. 现代信息科技 2020(12)
    • [5].脉冲光纤激光器的专利技术综述[J]. 科技视界 2020(24)
    • [6].5.1kW光电控一体式单模光纤激光器[J]. 中国激光 2020(08)
    • [7].脉冲光纤激光器典型专利分析及审查实践[J]. 科技经济导刊 2020(28)
    • [8].基于嵌入式技术的光纤激光器优化控制系统设计[J]. 激光杂志 2019(06)
    • [9].高功率光纤激光器研究进展[J]. 中国新通信 2019(17)
    • [10].高功率连续光纤激光器技术发展概述[J]. 光纤与电缆及其应用技术 2019(05)
    • [11].掺铥光纤激光器结构与特性研究[J]. 北京联合大学学报 2018(02)
    • [12].光纤激光器中亮暗孤子对的传输特性[J]. 光学学报 2018(05)
    • [13].基于优化神经网络的光纤激光器的最优设计[J]. 激光杂志 2017(02)
    • [14].单频光纤激光器相位噪声的影响因素[J]. 红外与激光工程 2017(03)
    • [15].首台2万瓦光纤激光器正式装机 打破国外技术垄断[J]. 中国设备工程 2017(01)
    • [16].国产光纤激光器进入发展新阶段[J]. 锻压装备与制造技术 2017(04)
    • [17].双频调制的单环铒光纤激光器的混沌产生和同步[J]. 长春理工大学学报(自然科学版) 2016(02)
    • [18].全光纤激光器性能及主要技术介绍[J]. 信息技术与信息化 2015(04)
    • [19].光纤激光器特种光纤最新进展及建议[J]. 功能材料信息 2015(03)
    • [20].高功率光纤激光器及其在战术激光武器中的应用[J]. 激光与红外 2015(10)
    • [21].浅析纳秒量级脉冲光纤激光器研究进展[J]. 科技展望 2015(24)
    • [22].企业创新 不负东风抢先机[J]. 湖北画报(上旬) 2016(12)
    • [23].γ射线导致的光子暗化对掺镱光纤激光器效率的影响[J]. 激光与光电子学进展 2020(01)
    • [24].高功率连续波掺镱光纤激光器研究进展[J]. 中国光学 2020(04)
    • [25].光纤激光器的发展现状研究[J]. 吉林化工学院学报 2018(11)
    • [26].3μm波长Er:ZBLAN光纤激光器研究进展[J]. 光电工程 2019(08)
    • [27].全国产化单纤高功率光纤激光器的研究[J]. 激光与红外 2018(03)
    • [28].光纤和光纤激光器[J]. 科学 2018(02)
    • [29].光纤激光器辐照性能实验研究[J]. 激光与光电子学进展 2018(06)
    • [30].超快光纤激光器中的周期分岔研究进展(特邀)[J]. 红外与激光工程 2018(08)

    标签：;  ;  ;  ;  ;  

    基于磁控溅射可饱和吸收体的锁模光纤激光器研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 神降笔 版权所有 鄂ICP备12018319号-6