喇曼光纤激光器及其应用冯鸣博士综述.ppt

喇曼光纤激光器及其应用研究 答辩人：冯 鸣 导 师：吕可诚 教授 主要内容 第一部分 研究背景和意义 第二部分 喇曼光纤激光器理论研究 第三部分 线形腔喇曼光纤激光器实验研究 第四部分 环形腔喇曼光纤激光器实验研究 第五部分 应用喇曼光纤激光器产生超连续谱研究 第六部分 总结 1.1 喇曼光纤激光器简介 1.2 喇曼光纤激光器在泵浦产生超连续谱方面的应用 超连续谱 激光在非线性介质中的剧烈展宽现象 应用 光学相干层析、光学频率计量、生物医学、光纤通信、光纤传感、光脉冲压缩等 实现方法 短脉冲泵浦：峰值功率高、平均功率低 连续波泵浦：平均功率高、所需介质较长 喇曼光纤激光器输出功率高、输出波长灵活，很适合作为连续波泵浦源激发超连续谱 主要内容 第一部分 研究背景和意义 第二部分 喇曼光纤激光器理论研究 第三部分 线形腔喇曼光纤激光器实验研究 第四部分 环形腔喇曼光纤激光器实验研究 第五部分 应用喇曼光纤激光器产生超连续谱研究 第六部分 总结 第二部分 喇曼光纤激光器理论研究 喇曼光纤激光器理论模型 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟 喇曼增益光纤 锗硅喇曼光纤：增益系数高、频移量小（440 cm－1 ） 磷硅喇曼光纤：增益系数低、频移量大（1330 cm－1 ） 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅱ) 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅲ) 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅳ) 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅴ) 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅵ) 2.1 单波长喇曼光纤激光器数值模拟(Ⅶ) 2.2 多波长线形腔喇曼光纤激光器数值模拟 2.2 多波长线形腔喇曼光纤激光器数值模拟 (Ⅱ) 2.2 多波长线形腔喇曼光纤激光器数值模拟 (Ⅲ) 2.3 多波长环形腔喇曼光纤激光器数值模拟 2.3 多波长线形腔喇曼光纤激光器数值模拟 (Ⅲ) 喇曼光纤激光器理论研究总结 主要内容 第一部分 研究背景和意义 第二部分 喇曼光纤激光器理论研究 第三部分 线形腔喇曼光纤激光器实验研究 第四部分 环形腔喇曼光纤激光器实验研究 第五部分 应用喇曼光纤激光器产生超连续谱研究 第六部分 总结 第三部分 线形腔喇曼光纤激光器实验研究 3.1磷硅喇曼光纤的设计与研制 3.1磷硅喇曼光纤的设计与研制 3.2 单级线形腔磷硅光纤喇曼激光器 3.2 单级线形腔磷硅光纤喇曼激光器(Ⅱ) 3.2 两级线形腔磷硅光纤喇曼激光器 3.3 1315 nm磷硅共用喇曼光纤激光器 3.3 1414 nm磷硅共用喇曼光纤激光器 3.3 1414 nm磷硅共用喇曼光纤激光器 3.4 双波长喇曼光纤激光器实验研究 3.4 双波长喇曼光纤激光器实验研究 3.4 双波长喇曼光纤激光器实验研究(Ⅱ) 3.5 喇曼光纤激光器样机研制 线形腔喇曼光纤激光器实验研究总结 主要内容 第四部分 环形腔喇曼光纤激光器实验研究 4.1 多级环形腔喇曼光纤激光器实验研究 4.1 多级环形腔喇曼光纤激光器实验研究 各级Stokes波的产生位置： 1483 nm Stokes波的产生： 1346.5 nm 激光的产生与湮灭： 1346.5 nm 激光的产生与湮灭： 1327 nm Stokes波的展宽： 1483 nm Stokes波的展宽与分裂： 实验表明： 元件光谱透射性能可影响激光产生波长 Stokes波竞争 Stokes波的湮灭 喇曼散射与四波混频可导致光谱展宽 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 4.2 密集型多波长环形腔喇曼光纤激光器研究 环形腔喇曼光纤激光器实验研究总结 主要内容 第五部分 应用喇曼光纤激光器产生超连续谱研究 连续波激光器泵浦产生超连续谱 优势：输出平均功率高 提高非线性效应是关键 对装置结构进行研究很有必要 应用喇曼光纤激光器产生超连续谱总结 主要内容 第六部分 总 结 理论研究 单波长激光器（增益介质的比较） 多波长线形腔激光器 Stokes波的竞争（湮灭与重新振荡） 优化（输出功率均等） 多波长环形腔激光器 结构参数的影响（光纤长度、输出耦合比） 线形腔激光器实验 国产磷硅光纤的设计与研制 单级/两级级联激光器，磷硅共用激光器（双单元结构），双波长激光器（多F－P腔并联） 制成样机，输出功率W量级（成果鉴定） 第六部分 总 结 环形腔激光器实验 多级级联激光器 Stokes波的竞争（湮灭与重新振荡） Stokes波的展宽与分裂（FWM） 密集型多波长环形腔激光器 样机：19波长，25 dB隔离度（