基于新型可饱和吸收体的1.3μm固体脉冲激光特性研究.pdfVIP

目录

摘要I

AbstractIII

第一章绪论1

1.1研究背景及意义1

1.1.11.3μm激光的研究背景及意义1

1.1.21.3μm脉冲激光激光器的研究进展1

1.1.31.3μm超快激光泵浦产生超连续谱光源的研究意义及进展2

1.2激光调制的基本原理4

1.2.1主动调Q技术5

1.2.2被动调Q技术7

1.2.3双调制脉冲窄化技术8

1.3纳米材料简述9

1.3.1纳米材料简介9

1.3.2纳米材料的制备与表征11

1.4光子晶体光纤中的非线性效应简述12

1.5本文主要研究内容和创新点13

第二章基于硒化锡纳米片可饱和吸收调制器的1.3μm被动调Q脉冲激光特性研究15

2.1硒化锡纳米片可饱和吸收调制器件的制备及表征15

2.2基于硒化锡纳米片可饱和吸收调制器的被动调Q激光器18

2.3本章小结22

第三章基于金纳米双锥可饱和吸收调制器的脉冲激光特性研究23

3.1金纳米双锥可饱和吸收调制器件的制备及表征23

3.2基于金纳米双锥可饱和吸收调制器的被动调Q激光器25

3.3基于金纳米双锥可饱和吸收调制器的双调Q激光器26

3.4本章小结29

第四章1.3μm超快激光泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的理论研究31

4.1大模场PCF的结构和特征参量31

4.21.3µm超快激光泵浦大模场PCF数值模拟34

4.3本章小节36

第五章全文总结与展望37

5.1研究内容及主要结论37

5.2不足之处及下一步计划38

参考文献39

攻读学位期间取得的研究成果及奖励51

致谢53

摘要

1.3μm波段激光在光通讯、测距、大气污染监测、信息存储、激光医学、生物成像等

领域有广泛的应用，尤其是1.3μm波段激光与石英光纤的低色散和损耗波段一致，从而被

应用于光纤通信的检测领域。调Q技术是获得1.3μm脉冲激光的重要技术途径，主动调Q

可由声光调制器（AOM）完成，被动调Q可由可饱和吸收调制器件（SA）实现，同时使

用两种调Q方式进行调制，可产生更窄脉宽、更高峰值功率、波形相对对称的激光脉冲。

新型纳米材料的出现为1.3μm脉冲激光的发展带来了新的研究机遇。

本文制备并表征了两种新型纳米材料在1.3μm波段的非线性光学特性，并将其作为可

饱和吸收调制器件实现了LD泵浦的脉冲激光输出，结构紧凑、成本低，有重要的实用价

值和应用前景，相关结果为纳米材料调制器件的优化制备提供了一定的参考依据。另外，

本文还将1.3μm超快激光用作超连续谱产生的泵浦光源，开展了在光子晶体光纤（PCF）

中产生超连续谱的理论仿真研究，为后续相关的实验研究提供了理论依据。本文的主要研

究内容如下：

1.阐述了1.3μm激光的研究意义和进展及激光调制技术原理，介绍了超连续谱的发展

进程，简述了PCF的非线性效应。概括了新型可饱和吸收体的性质、制备及表征方法。

2.基于硒化锡纳米片（SnSeNSs）可饱和吸收调制器件的脉冲激光特性研究：

成功地制备了SnSeNSs，并对其非线性光学特性进行了一系列表征。用自制脉冲激

光器对SnSeNSs在1.3μm波段的非线性吸收特性进行了研究，测得1.3μm处的调

制深度为25.16%。将SnSeNSs作为SA在1.3μm波段实现了被动调Q激光运转，

获得240.3kHz高重复频率的全固态脉冲激光器。结果表明，SnSeNSs具有高损伤

阈值、宽带光学非线性和高重复率的特性，是一种高质量的可饱和吸收材料。相关

结果为该类激光器的商品化提供了一定的参考依据。

3.基于金银纳米双锥（Au-NBPs）的LD泵浦1.3μm双调制激光特性研究：首

先用Au-NBPs制备的可饱和吸收体在V型谐振腔