近紅外光纖激光器及飛秒激光直寫(xiě)光波導(dǎo)研究.pdf

1、調(diào)Q和鎖模技術(shù)是產(chǎn)生超短脈沖的兩種有效而常用的方法，而被動(dòng)調(diào)Q和鎖模因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低廉而廣受人們的關(guān)注。飛秒激光脈沖因?yàn)闃O窄的脈沖寬度和極高的峰值功率，使其在微加工領(lǐng)域有著其它脈沖激光無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，尤其是和透明材料的非線性作用更是彌補(bǔ)了機(jī)械加工的不足。本文基于新型可飽和吸收體墻紙?jiān)谌饫w結(jié)構(gòu)的激光器中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的調(diào)Q和鎖模;利用飛秒激光在硫化物玻璃中直接寫(xiě)入光波導(dǎo)，獲得了1039nm的單模輸出。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

2、設(shè)計(jì)搭建了1μm基于氧化石墨烯調(diào)Q的全光纖結(jié)構(gòu)激光器系統(tǒng)，得到了穩(wěn)定的調(diào)Q脈沖，最高的重復(fù)頻率為70KHz，最小的脈沖寬度為1.6μs，最大輸出功率3mW，輸出的中心波長(zhǎng)在1030nm處。⑵設(shè)計(jì)并搭建了1μm基于單壁碳納米管調(diào)Q的全光纖結(jié)構(gòu)激光器，得到了穩(wěn)定的調(diào) Q脈沖，最高的重復(fù)頻率為58KHz，最大的脈沖能量為37nJ，輸出波長(zhǎng)在短波1030nm處。⑶在2μm全光纖結(jié)構(gòu)振蕩器中，我們使用碳納米管實(shí)現(xiàn)了基頻鎖模和諧波鎖模，基頻鎖模的重

3、頻為17MHz，諧波鎖模的重復(fù)頻率達(dá)300MHz。在2μm光纖激光器中我們通過(guò)微調(diào)偏振控制器，得到了多脈沖現(xiàn)象，如脈沖束、脈沖簇、雙脈沖等。我們通過(guò)優(yōu)化腔內(nèi)損耗，使得激光器的出光閾值從1.7W降到了1.5W,出光效率也大大提高，鎖模的穩(wěn)定性也有所提升。⑷飛秒激光在硫化物玻璃中制作波導(dǎo)的工作取得了初步的進(jìn)展，這是首次在該組分的稀土摻雜硫鹵化合物玻璃中通過(guò)飛秒激光直寫(xiě)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了單線波導(dǎo)的刻寫(xiě)，單模導(dǎo)光特性良好。我們通過(guò)控制刻寫(xiě)激光的能量和掃

4、描速度確定了在該組分的硫化物玻璃實(shí)現(xiàn)單線波導(dǎo)的最佳參數(shù)為脈沖能量0.8μJ、掃描速度100μm/s，該參數(shù)下所對(duì)應(yīng)的最小的波導(dǎo)損耗為0.86dB/cm。所刻寫(xiě)單線波導(dǎo)具有很好的導(dǎo)光特性，我們測(cè)試了1μm的直流激光通過(guò)不同參數(shù)的波導(dǎo)通道的近場(chǎng)模式和傳輸損耗，繪制了傳輸損耗隨刻寫(xiě)能量和掃描速度的變化曲線。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)硫化物的非線性吸收遠(yuǎn)大于融石英、磷酸鹽玻璃等的非線性吸收系數(shù)，此參數(shù)對(duì)我們進(jìn)一步研究其它硫化物提供了數(shù)據(jù)參考。⑸進(jìn)一步我們