緊湊型光子晶體光纖鎖模激光器及糾纏光子源的研究.pdf

1、光子晶體光纖以其特殊的結構和特有的優(yōu)勢，為許多科研領域帶來了新的機遇?；诠庾泳w光纖的被動鎖模激光器更以成本低廉，結構緊湊，穩(wěn)定性強，輸出功率高等優(yōu)勢，推進了飛秒激光技術的普及化應用進程。光子晶體光纖在量子信息方面的應用近些年來也成為光子晶體光纖應用研究的一個熱點，利用光子晶體光纖自身的優(yōu)勢，并結合穩(wěn)定的超短脈沖光源為制備結構緊湊、高效率的糾纏光子源提供了有效途徑。本論文主要圍繞實現(xiàn)高功率、緊湊型的光子晶體光纖鎖模激光器以及基于光子晶

2、體光纖產(chǎn)生糾纏光子對進行了研究。主要研究內容如下：
　　 一、基于摻Yb3+大模場面積光子晶體光纖，設計并搭建了一種腔型結構簡單，利用光纖端面直接作為輸出耦合的高功率鎖模光子晶體光纖激光器，并利用半導體可飽和吸收鏡實現(xiàn)了激光器的自啟動鎖模。激光器直接利用增益光纖端面作為腔鏡，減少了分立元件的使用，使高功率鎖模光纖激光器更加緊湊實用。構建了光子晶體光纖鎖模激光器的數(shù)值模型，對激光器的輸出特性及鎖模的動力學過程進行了數(shù)值模擬，模擬結

3、果與實驗結果很好的吻合。
　　 二、搭建了具有端面輸出耦合特點并利用光柵對進行色散補償?shù)膿結b3+大模場面積光子晶體光纖鎖模激光器。獲得了平均輸出功率3.1W，單脈沖能量56nJ的鎖模脈沖輸出，直接輸出脈沖寬度為494fs。并實現(xiàn)了激光器鎖模輸出的脈沖寬度、光譜寬度以及光譜中心波長的可調諧。系統(tǒng)研究了由光柵對濾波特性引起的光譜及脈沖寬度的呼吸效應。
　　 三、搭建了具有端面輸出耦合特點全正色散鎖模的光子晶體光纖激光器。獲

4、得了平均輸出功率2.6 W，單脈沖能量46 nJ的鎖模脈沖輸出，直接輸出脈沖寬度為1.9 ps，經(jīng)腔外色散補償后脈沖可壓縮至425fs。進一步利用窄帶濾波片引入光譜濾波機制，實現(xiàn)了耗散孤子鎖模，獲得了828fs的直接輸出脈沖寬度，單脈沖能量為30 nJ，峰值功率為36.6 KW。
　　 四、數(shù)值分析了各種參數(shù)對光子晶體光纖中四波混頻增益特性的影響，并進行了實驗研究。搭建了利用鈦寶石飛秒激光器泵浦，通過光子晶體光纖的自發(fā)四波混頻效