中国激光, 2013, 40 (6): 0602017, 网络出版: 2013-05-30   

自相似脉冲在锁模光纤激光器中产生的理论研究

Theory Study on Self-Similar Pulse in Mode-Locked Fiber Laser
作者单位
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院研究生部, 四川 绵阳 621900
摘要
基于非线性薛定谔方程(NLSE)建立了自相似脉冲在振荡器中的产生模型,在此模型的基础上研究了自相似脉冲在激光器中形成的物理机制。通过合理设置参数,得到自相似锁模脉冲在激光器中的演化。此自相似脉冲具有严格的线性啁啾,可压缩至90 fs,脉冲峰值功率可以达到26 kW。在谐振腔内,随着位置的变化脉冲宽度被展宽或压缩,这种变化主要源于光纤内的自相位调制和色散综合作用。随着腔内净色散的增加,锁模脉冲输出能量逐渐增加,腔内脉冲呼吸比逐渐降低。随着抽运功率的增加,脉冲能量和腔内呼吸比也随之增加。这种可呼吸的自相似脉冲可在腔外压缩至接近变换极限,且具有超高峰值功率。
Abstract
A numerical model for propagation of optical pulse in fiber is established based on nonlinear Schrdinger equation (NLSE), and the formation mechanisms of self-similar pulse in the oscillator are studied. Self-similar pulse evolution in laser is available under reasonable parameters. The pulse, with strict linear chirp, can be compressed to 90 fs, and its peak power reaches to 26 kW. Pulse width is broadened or compressed along with the different positions of the oscillator. This is because of the interaction of self-phase modulation and group velocity dispersion in fiber. With the increase of net dispersion of the cavity, the output pulse energy increases gradually, while the pulse breathing ratio decreases gradually. Whereas, with the increase of pumping power, both pulse energy and pulse breathing ratio increase. This self-similar pulse can be compressed to near transform-limited with ultra-high peak power.

李超, 赵磊, 黄志华, 林宏奂, 田小程, 邓颖, 黄小军, 朱启华. 自相似脉冲在锁模光纤激光器中产生的理论研究[J]. 中国激光, 2013, 40(6): 0602017. Li Chao, Zhao Lei, Huang Zhihua, Lin Honghuan, Tian Xiaocheng, Deng Ying, Huang Xiaojun, Zhu Qihua. Theory Study on Self-Similar Pulse in Mode-Locked Fiber Laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2013, 40(6): 0602017.

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