马超:基于磁流体可饱和吸收体的全固态锁模激光器的研究论文

马超:基于磁流体可饱和吸收体的全固态锁模激光器的研究论文

本文主要研究内容

作者马超(2019)在《基于磁流体可饱和吸收体的全固态锁模激光器的研究》一文中研究指出:近二十年来,超快激光器被广泛应用在遥感[1]、材料处理[2]、非线性光学[3]、军事等领域,超快激光的产生方式吸引了大量科研人员的注意。被动锁模是一种产生超快激光的传统技术,因其结构简单、成本低、易于搭建等优点使其成为研究和发展的热点。在被动锁模激光器中可饱和吸收体起着至关重要的作用,可饱和吸收体(saturable absorber,SA)材料的发展很大程度上制约着被动锁模激光器的发展。自从1992年首次成功应用半导体可饱和吸收镜(SESAM)实现脉冲激光器以来[4],可饱和吸收体的数量和类型迅速增长。如碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)[5,6]、石墨烯(graphene)[7,8]、拓扑绝缘体(topological insulators)[9,10]、过渡金属硫化物(transition metal chalcogenides)[11]、黑磷(black phosphorus,BP)[12,13],以及其他类似的二维材料。随着纳米技术的迅速发展,由Fe3O4纳米粒子(ferroferric-oxide nanoparticles,FONPs)构成的新型功能性材料—磁流体,因其优异的物理性能引起了科研人员的广泛关注。Fe3O4纳米颗粒因其较大的表面效应使磁流体具有较大的光学非线性以及较大的弛豫时间,这使它可作为一种新型可饱和吸收体应用于激光器中实现脉冲激光输出。本文利用一种新型可饱和吸收体——磁流体,首次在全固态Nd:YVO4激光器中实现了连续锁模运转。本文主要内容如下:1.第一章详细介绍了超快激光器的特性及其应用。分别从染料锁模激光器、半导体可饱和吸镜锁模激光器、二维材料锁模激光器,概述了超快激光器的发展过程。对比了以上不同被动锁模方式的优缺点。并详细阐述了基于磁流体的脉冲激光器的发展现状。2.第二章研究了磁流体的光学特性。首先介绍了磁流体的基本概念和特性,然后详细分析了磁流体的饱和吸收的原理及过程,并详细介绍了磁流体的制备过程。最后分别从线性光学和非线性光学两方面对实验中使用的磁流体进行了光学特性表征。3.第三章是针对基于磁流体可饱和吸收体的全固态锁模激光器的研究。首先研究分析了激光器设计中所涉及的理论。然后详细介绍了激光器各部分的设计方法及过程。最后通过对比实验研究了不同参数的磁流体对于锁模激光器的影响。最终我们使用自制的磁液样品在自行设计的Z型折叠腔中首次实现了基于磁流体可饱和吸收体的连续锁模激光运转。输出的连续锁模脉宽为463ps,脉冲的重复频率为125MHz,获得的最大平均功率为856mW,对应的峰值功率为14.79W。

Abstract

jin er shi nian lai ,chao kuai ji guang qi bei an fan ying yong zai yao gan [1]、cai liao chu li [2]、fei xian xing guang xue [3]、jun shi deng ling yu ,chao kuai ji guang de chan sheng fang shi xi yin le da liang ke yan ren yuan de zhu yi 。bei dong suo mo shi yi chong chan sheng chao kuai ji guang de chuan tong ji shu ,yin ji jie gou jian chan 、cheng ben di 、yi yu da jian deng you dian shi ji cheng wei yan jiu he fa zhan de re dian 。zai bei dong suo mo ji guang qi zhong ke bao he xi shou ti qi zhao zhi guan chong yao de zuo yong ,ke bao he xi shou ti (saturable absorber,SA)cai liao de fa zhan hen da cheng du shang zhi yao zhao bei dong suo mo ji guang qi de fa zhan 。zi cong 1992nian shou ci cheng gong ying yong ban dao ti ke bao he xi shou jing (SESAM)shi xian mai chong ji guang qi yi lai [4],ke bao he xi shou ti de shu liang he lei xing xun su zeng chang 。ru tan na mi guan (carbon nanotubes,CNTs)[5,6]、dan mo xi (graphene)[7,8]、ta pu jue yuan ti (topological insulators)[9,10]、guo du jin shu liu hua wu (transition metal chalcogenides)[11]、hei lin (black phosphorus,BP)[12,13],yi ji ji ta lei shi de er wei cai liao 。sui zhao na mi ji shu de xun su fa zhan ,you Fe3O4na mi li zi (ferroferric-oxide nanoparticles,FONPs)gou cheng de xin xing gong neng xing cai liao —ci liu ti ,yin ji you yi de wu li xing neng yin qi le ke yan ren yuan de an fan guan zhu 。Fe3O4na mi ke li yin ji jiao da de biao mian xiao ying shi ci liu ti ju you jiao da de guang xue fei xian xing yi ji jiao da de chi yu shi jian ,zhe shi ta ke zuo wei yi chong xin xing ke bao he xi shou ti ying yong yu ji guang qi zhong shi xian mai chong ji guang shu chu 。ben wen li yong yi chong xin xing ke bao he xi shou ti ——ci liu ti ,shou ci zai quan gu tai Nd:YVO4ji guang qi zhong shi xian le lian xu suo mo yun zhuai 。ben wen zhu yao nei rong ru xia :1.di yi zhang xiang xi jie shao le chao kuai ji guang qi de te xing ji ji ying yong 。fen bie cong ran liao suo mo ji guang qi 、ban dao ti ke bao he xi jing suo mo ji guang qi 、er wei cai liao suo mo ji guang qi ,gai shu le chao kuai ji guang qi de fa zhan guo cheng 。dui bi le yi shang bu tong bei dong suo mo fang shi de you que dian 。bing xiang xi chan shu le ji yu ci liu ti de mai chong ji guang qi de fa zhan xian zhuang 。2.di er zhang yan jiu le ci liu ti de guang xue te xing 。shou xian jie shao le ci liu ti de ji ben gai nian he te xing ,ran hou xiang xi fen xi le ci liu ti de bao he xi shou de yuan li ji guo cheng ,bing xiang xi jie shao le ci liu ti de zhi bei guo cheng 。zui hou fen bie cong xian xing guang xue he fei xian xing guang xue liang fang mian dui shi yan zhong shi yong de ci liu ti jin hang le guang xue te xing biao zheng 。3.di san zhang shi zhen dui ji yu ci liu ti ke bao he xi shou ti de quan gu tai suo mo ji guang qi de yan jiu 。shou xian yan jiu fen xi le ji guang qi she ji zhong suo she ji de li lun 。ran hou xiang xi jie shao le ji guang qi ge bu fen de she ji fang fa ji guo cheng 。zui hou tong guo dui bi shi yan yan jiu le bu tong can shu de ci liu ti dui yu suo mo ji guang qi de ying xiang 。zui zhong wo men shi yong zi zhi de ci ye yang pin zai zi hang she ji de Zxing she die qiang zhong shou ci shi xian le ji yu ci liu ti ke bao he xi shou ti de lian xu suo mo ji guang yun zhuai 。shu chu de lian xu suo mo mai kuan wei 463ps,mai chong de chong fu pin lv wei 125MHz,huo de de zui da ping jun gong lv wei 856mW,dui ying de feng zhi gong lv wei 14.79W。

论文参考文献

  • [1].基于DMD的波长可调谐被动锁模激光器的研究[D]. 汪硕.中央民族大学2019
  • [2].LD泵浦的Nd:YVO4被动锁模激光器及腔内倍频的研究[D]. 陈邃群.厦门大学2018
  • [3].基于非线性放大环形镜的全保偏锁模激光器重复频率提升机制的研究[D]. 黄春晖.北京邮电大学2019
  • [4].全固态Nd:YAG1.3μm锁模激光器的研究[D]. 高亦飞.北京交通大学2018
  • [5].基于新型二维材料的可饱和吸收体在锁模激光器中的应用[D]. 陈瑶.苏州大学2017
  • [6].基于新材料的皮秒锁模激光器和皮秒频率变换的研究[D]. 孟路平.曲阜师范大学2018
  • [7].全固态1.3μm自锁模激光器[D]. 韩鸣.北京交通大学2017
  • [8].高重复频率掺镱双重频锁模激光器系统的研究[D]. 杨超.华东师范大学2018
  • [9].非线性偏振旋转锁模激光器的实验研究[D]. 路小丽.北京邮电大学2018
  • [10].光子晶体光纤锁模激光器腔内动力学过程的优化研究[D]. 张鑫.天津大学2009
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自北京交通大学的马超,发表于刊物北京交通大学2019-09-27论文,是一篇关于可饱和吸收体论文,被动锁模论文,磁流体论文,非线性吸收特性论文,北京交通大学2019-09-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自北京交通大学2019-09-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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